Costruzione di una casa ecologica fai-da-te: principi tecnologici e schemi

Un'abitazione ecologica autonoma, completamente attrezzata con sistemi di approvvigionamento efficienti, è in grado di 'autosostenersi'. Senza danneggiare l'ambiente naturale. Eppure, costruirla e dotarla di dispositivi intelligenti è del tutto possibile.

Le spiegheremo come costruire un'eco-casa in autonomia, usando solo materiali naturali – argilla, sabbia, paglia, legno. Per Lei abbiamo raccolto, analizzato e illustrato le informazioni sulle soluzioni più promettenti. Abbiamo descritto dettagliatamente la tecnica di costruzione di un'abitazione ecologicamente sostenibile.

Ai costruttori alle prime armi offriamo raccomandazioni efficaci. Per agevolare la comprensione di un argomento complesso, abbiamo allegato al testo gallerie fotografiche, schemi informativi e videoistruzioni.

Costruire un'eco-casa: sogno o realtà?

L'interesse per la costruzione di eco-case cresce di giorno in giorno: progetti che prima sembravano fantascientifici prendono vita e mostrano risultati sorprendenti. Alcuni principi dell'abitazione ecologica sono ben noti a chiunque abbia vissuto o trascorso del tempo in campagna.

E ancora oggi fuori città si costruiscono case con tronchi cilindrici, travi, mattoni – vale a dire materiali naturali privi di additivi artificiali nocivi.

Schema di una casa a due piani con tecnologia 'doppio legno' – pareti, solai interni e soffitti realizzati con due strati di legno (travi profilate di pino essiccato)

I residenti rurali e i proprietari di dacie più attenti hanno da tempo installato fosse settiche e stazioni biologiche – sistemi compatti e moderni per il trattamento dei rifiuti. Gli scarichi domestici si decompongono naturalmente; il sedimento solido viene poi utilizzato come fertilizzante, mentre il liquido viene depurato (fino al 98%) e riutilizzato per irrigare il giardino o l'orto e per la manutenzione del terreno.

Schema del sistema di depurazione biologica dell'acqua con due camere (aerobica e anaerobica) e campo di filtrazione. Dopo la depurazione, il liquido viene rilasciato nel terreno.

Certamente, con il sistema di riscaldamento la situazione è diversa: la principale fonte di calore rimane o una caldaia (elettrica, a gas, a benzina, a carbone) o una stufa che viene riscaldata alla vecchia maniera con la legna. Nei sistemi ecologici l'uso di combustibili naturali (gas, carbone, legna, prodotti derivati dal petrolio) è escluso.

L'uso di pannelli solari porta a un consumo economico dell'energia elettrica ottenuta, poiché la potenza del sistema alternativo non è sufficiente per alimentare apparecchi ad alto consumo energetico.

Le seguenti sono riconosciute come fonti ottimali di energia e calore:

• generatore termico idrodinamico con cavitatore;
• sistema a pannelli solari;
• generatori eolici domestici;
• impianti a biogas (per aziende agricole).

Il funzionamento dei sistemi di riscaldamento intelligenti, del risparmio energetico e del riciclo dei rifiuti è integrato, e il risultato è una gestione completamente autonoma della casa senza alcun inquinamento dell'atmosfera o del suolo.

Ecocasa di 48 m², progettata da specialisti rumeni, costruita in legno lamellare e vetrocamera, con tetto in scandole di legno. Costo: 25 mila euro.

Ne consegue che, volendo, si può costruire autonomamente una casa completamente 'pulita', tanto più che gli esempi non mancano: in Scandinavia, Austria, Germania, Danimarca, Regno Unito vengono sviluppati centinaia di progetti di edilizia ecologica, non solo da amanti della natura e rappresentanti dei 'verdi', ma anche da enti statali.

Principi di progettazione delle case ecologiche

Se comunque osa e decide di costruire un'ecocasa con le proprie mani, bisogna iniziare dal progetto: una pianificazione dettagliata di tutte le fasi di costruzione dell'edificio e del collegamento dei sistemi di supporto vitale.

Prima fase: scelta del luogo di costruzione. Il terreno più favorevole è un'area pianeggiante con una fonte d'acqua vicina, esposta alla luce solare e al vento. Se nella regione soffiano spesso venti settentrionali, per quanto possibile la parte nord della casa va protetta (ad esempio, piantando alberi ad alto fusto di conifere).

Una curiosa soluzione progettuale: la costruzione parziale della casa 'nella terra'. Una parte dell'edificio è protetta e isolata in modo naturale, l'unico svantaggio è l'obbligatoria illuminazione artificiale della parte interrata.

Seconda fase: determinazione degli aspetti particolari della costruzione della casa ecologica. L'isolamento termico della casa gioca un ruolo importante: più efficiente è il sistema di protezione naturale, minore sarà l'energia necessaria per il riscaldamento.

Per aumentare le proprietà isolanti si utilizzano diverse tecniche, ad esempio:

• rafforzamento della protezione termica nelle zone con 'ponti termici';
• realizzazione di una struttura muraria multistrato (fino a 4 strati con intercapedini riempite con isolante minerale, scarti dell'industria della cellulosa o del cotone);
• isolamento aggiuntivo delle fondamenta e del seminterrato.

Un'interessante soluzione architettonica per le regioni settentrionali: la divisione dello spazio in 'invernale' ed 'estivo'. Come noto, anche i nostri antenati avevano una capanna invernale (con stufa russa) e una estiva, non riscaldata.

Molta energia viene spesa per mantenere l'illuminazione elettrica, pertanto è opportuno massimizzare la luce naturale. A tale scopo, una parete della stanza principale può essere realizzata in vetro, utilizzando tripli vetri con telai in legno e vetri antisfondamento.

Variante di casa con vetrata perimetrale. Durante il giorno, praticamente tutti gli ambienti dell'edificio sono illuminati naturalmente attraverso le pareti vetrate disposte lungo il perimetro.

La tenuta all'aria della casa sarà massima, quindi è opportuno considerare anche la ventilazione. Più qualità utili verranno incorporate nella costruzione, minore sarà l'energia necessaria per fornire alla zona abitativa calore, luce e acqua pulita.

La realizzazione di tetti 'verdi' crea un ulteriore effetto di isolamento termico dell'edificio e trattiene l'acqua piovana. Per far crescere l'erba sul tetto, è stata sviluppata una tecnologia per l'installazione di coperture invertite praticabili.

Segreti della progettazione: disegni e schemi

La visualizzazione del progetto ne semplifica l'esecuzione, mentre schizzi, disegni e schemi con l'indicazione della posizione esatta, dei parametri specifici e dei materiali aiutano ad 'avviare' il processo di completamento del compito.

Ricordiamo che la costruzione di una casa (compresa quella con il prefisso 'eco') non può essere iniziata senza i documenti autorizzativi degli enti statali, che danno il 'via libera' solo dopo un attento studio del progetto. Consigliamo di redigere la documentazione 'seria' insieme a ingegneri progettisti per evitare lungaggini burocratiche.

Una delle varianti dello schema generale di costruzione di una casa verde con l'indicazione degli elementi del sistema di approvvigionamento idrico, isolamento termico, ventilazione, illuminazione e decorazione (+)

Cosa è necessario mostrare negli schemi per la costruzione di ecocase? Tutto ciò che causa anche il minimo problema – ad esempio, la posizione del sistema di ventilazione.

Possibile schema di ventilazione con un recuperatore – un dispositivo che costituisce uno scambiatore di calore, che utilizza il calore dei gas in uscita per riscaldare parzialmente il sistema di riscaldamento (+)

Il risparmio di energia prodotta dai pannelli solari comporta anche l'installazione di un complesso insieme di vari sistemi, inclusa la fornitura di acqua calda sanitaria.

Nello schema è mostrato un sistema con doppia fonte di energia elettrica: pannelli solari posizionati sul pendio del tetto e una caldaia installata nella parte inferiore della casa (seminterrato o piano interrato). Questa soluzione sarà considerata ecologica se per il funzionamento della caldaia si utilizza biocarburante (+)

Ecco un'altra variante di installazione di un sistema solare con collettore ad acqua. Lo svantaggio di tali sistemi è che l'acqua riscaldata può essere utilizzata solo come fluido termovettore o come acqua sanitaria. Inoltre, solo subito dopo il riscaldamento.

Per chi desidera accumulare energia solare e utilizzarla per caricare gli elettrodomestici, è meglio realizzare un impianto solare composto da pannelli solari.

Il collettore solare è fissato sul tetto di un edificio indipendente, appositamente costruito per ospitare il sistema di riscaldamento dell'acqua. L'acqua calda e fredda entra in casa attraverso un condotto sotterraneo.

Non è razionale installare generatori eolici in regioni con piantagioni forestali o altra protezione dal vento, tuttavia sulle rive dei mari, dei bacini idrici, nelle steppe e in montagna essi giustificano le spese di installazione.

Il funzionamento del collettore solare e del generatore eolico può essere combinato tramite un controller ibrido, che distribuisce l'energia ottenuta ai punti di consumo o la indirizza verso dispositivi di accumulo (+)

Prima di costruire una casa di campagna o di villaggio in legno o tronchi, è necessario pianificare la realizzazione dello strato termoisolante.

A seconda della posizione vengono utilizzati diversi isolanti: lana minerale, materiali termoisolanti solidi e sciolti a base naturale, materassini di lana o cotone

Ecco una casa ideata da scienziati del Galles. Consuma meno energia di quanta ne produce. La mini «fabbrica elettrica» è un progetto standard, quindi chiunque può acquistare la casa. Si afferma che il suo costo sia quasi lo stesso di una casa normale.

Pannelli solari potenti installati sul tetto e su parte della parete, elettrodomestici efficienti, automazione distributiva «intelligente»: fattori che garantiscono una quantità eccessiva di energia elettrica (+)

Gli schemi già pronti si possono trovare sui siti web delle aziende che si occupano della costruzione di ecocase ed edifici a risparmio energetico passivo.

Ora ci soffermeremo più in dettaglio su due progetti: la costruzione di eco-case in paglia e legno con aggiunta di argilla, che funge da materiale legante.

Costruzione di un'eco-casa in paglia e argilla

La paglia, che possiede eccellenti qualità di isolamento termico, è stata usata fin dall'antichità nelle case contadine – con essa si coprivano i tetti, si riempivano i materassi, si isolavano le fessure tra i tronchi. Nelle regioni meridionali si possono trovare capanne costituite interamente da balle di paglia.

Conoscendo le proprietà del materiale e le caratteristiche della tecnologia di assemblaggio del telaio, è possibile realizzare una 'casa di paglia' con le proprie forze.

Le case in adobe possono avere diverse altezze, configurazioni di pareti o tetti e dimensioni. A causa dell'intonaco di argilla, a volte è difficile capire che il materiale da costruzione principale è il 'mattone di paglia'.

Vantaggi e svantaggi dei blocchi di paglia

La prima cosa da notare è la disponibilità del materiale da costruzione principale. Si ottiene dalla coltivazione e dalla lavorazione di colture agricole (legumi, cereali, canapa, lino, ecc.).

I chicchi, le infiorescenze e i semi vengono ulteriormente lavorati, mentre gli steli con i residui di foglie vengono essiccati e inviati come mangime per il bestiame. La paglia è anche adatta per realizzare decorazioni in stile rustico.

La relativa leggerezza e le dimensioni compatte del materiale sono vantaggiose per i proprietari parsimoniosi che intendono fare da soli, senza assumere una squadra di operai né noleggiare attrezzature pesanti.

Con l'aumento della domanda di materie prime ecologiche, è emerso un intero settore produttivo per la fabbricazione di mattoni in adobe (materiale da costruzione a base di paglia pressata e argilla) e biocarburanti.

L'adobe e le semplici balle di paglia sono ampiamente utilizzati per la costruzione di case private, poiché possiedono le seguenti caratteristiche:

• hanno un basso grado di conducibilità termica;
• non prendono fuoco, ma solo carbonizzano (si tratta del materiale pressato e intonacato);
• non contengono inclusioni chimiche;
• hanno un costo economico.

Gli svantaggi includono l'igroscopicità e la conseguente predisposizione al rapido marciume. Inoltre, le balle di paglia sono un luogo attraente per i roditori, che apprezzano anch'essi la purezza ecologica.

Per ovviare a questi inconvenienti, si aumenta la densità del materiale da costruzione fino a 300 kg/m³, si armano i blocchi e li si ricoprono con intonaco a cui viene aggiunta calce spenta.

Regole per la preparazione del materiale

Per costruire una casa più velocemente, è possibile acquistare balle di paglia già pronte o mattoni di adobe. Entrambe le opzioni possono essere preparate facilmente da soli, procurandosi in anticipo una quantità sufficiente di materiale. Il periodo di raccolta è alla fine dell'estate o in autunno, durante il raccolto.

Solo in questo periodo gli steli secchi soddisfano pienamente le loro caratteristiche. Raramente la paglia sopravvive fino alla primavera senza alterazioni, poiché si deteriora a causa dell'umidità e si ricopre di muffa.

I mattoni di adobe (adobe) vengono spesso preparati da soli: una miscela di argilla, fibre vegetali, letame e calce viene posta in stampi simili a cassetti senza fondo, pressata e lasciata asciugare per 7-10 giorni, girando i lati.

Per conservare il materiale è necessario costruire un grande fienile con un tetto robusto e isolato, un microclima asciutto e una buona ventilazione naturale. Come isolante naturale si utilizzano stuoie anch'esse di paglia (preferibilmente di segale, poiché i topi non la amano).

Costruzione di fondazione e struttura portante

Mentre il materiale 'matura', è possibile preparare la fondazione. Viene realizzata secondo lo schema standard per una casa a telaio. Gli esperti consigliano una versione leggera a nastro, perché le balle hanno un peso ridotto.

Per la fondazione si scava una fossa poco profonda, si assembla una cassaforma di assi lungo il perimetro e si cola con una miscela densa di argilla e sabbia. A proposito, talvolta la paglia viene aggiunta anche alla base della casa.

Mentre l'argilla non si è ancora indurita, si fissano barre di metallo agli angoli e lungo le pareti per il futuro legame. Poi, quando la fondazione si è consolidata, si assembla la struttura in travi di legno (15 cm x 15 cm). Per prime si fissano le colonne angolari, poi i supporti ausiliari per le pareti. Agli elementi verticali si aggiungono quelli orizzontali: assi o listelli di sezione minore.

Se è previsto un piano interrato, è necessario approfondire la fondazione di almeno 45 cm e, durante la costruzione, impermeabilizzare il seminterrato.

Legatura con blocchi di paglia

I blocchi vengono impilati alternativamente in file, secondo il principio della muratura. I giunti tra le file vengono calafatati. Ogni blocco viene fissato con una barra metallica e una legatura. Dopo aver riempito l'intera struttura, si applica un rivestimento diagonale con assi sottili per dare maggiore stabilità alle pareti. Il tetto viene installato alla fine, secondo la tecnologia standard.

Prima di utilizzare le balle di paglia, controllate di nuovo la loro qualità: un buon materiale ha un piacevole colore dorato e odore di erba secca, è asciutto al tatto.

I giunti e gli spazi vuoti vengono sigillati con una miscela di terra cruda. Se è necessaria una protezione contro i roditori, le pareti vengono rivestite su tutto il perimetro con una rete metallica a maglie fini. A volte, per l'isolamento, si posa un secondo strato di stuoie di paglia più sottili.

La parte esterna della capanna di paglia viene intonacata con una miscela di calce (spessore 2,5-3 cm) e decorata con vernice bianca o colorata. Come coloranti si usano oltremare, terra d'ombra, cobalto violetto, minio di ferro e ossido di cromo.

L'ultima fase è la finitura interna, contemporaneamente alla quale si effettua la dotazione dell'edificio e del terreno adiacente con i sistemi di supporto vitale.

Tecnologia di costruzione di un edificio in legna e argilla

La legna, percepita da tutti come un tipo di combustibile tradizionale ma in via di estinzione, può essere utilizzata diversamente – come materiale per la costruzione di pareti.

Per la tecnologia di costruzione di edifici con ciocchi di legno in Russia è stato coniato un nome interessante – 'glinociurka', mentre in America, dove è noto anche questo metodo di costruzione, lo chiamano Cordwood. Se una casa di legna viene dotata di un sistema intelligente di risparmio energetico, può essere tranquillamente considerata ecologica e non inquinante.

Un originale 'verde' cottage costruito con la tecnologia cordwood masonry. La naturalità è enfatizzata attraverso vari elementi strutturali: tetto a inversione con prato, tronchi di supporto, rivestimento in pietra naturale.

Vantaggi del metodo 'legno e argilla' (cordwood)

Antiche costruzioni con pareti di ciocchi di legno legati con malta d'argilla sono state trovate in tutto il mondo. Alcune hanno diverse centinaia di anni, il che significa che la tecnologia si dimostra valida, almeno per quanto riguarda le caratteristiche di resistenza e stabilità. Con uno spessore delle pareti da 15 cm a 45 cm, le case non solo hanno mantenuto la loro forma, ma funzionano ancora oggi.

L'argilla e i pezzi di legno non sono solo i principali, ma gli unici materiali per la muratura. Si completano perfettamente a vicenda, creando in casa un piacevole microclima confortevole per la vita.

Le persone che hanno avuto l'opportunità di vivere in case di tipo cordwood masonry affermano che in inverno sono abbastanza calde e in estate c'è una sorprendente frescura. I muri assorbono l'umidità in eccesso e la trattengono.

L'interno della casa di legna si distingue anche per l'uso di materiali naturali – muratura a vista, piano di lavoro in legno massello, pavimenti in legno e telai alle finestre.

Un altro vantaggio del materiale naturale è il basso costo. Gli abitanti di comunità isolate, che vivono lontano dalle città e sono abituati a risparmiare su tutto, utilizzano volentieri il legno per costruire abitazioni, incluse quelle in argilla.

Particolarità della costruzione di case con blocchetti di legno

Il metodo di assemblaggio della 'catasta di legna' in argilla ricorda la normale muratura in mattoni, con la differenza che i ciocchi possono avere diametro e forma diversi. La loro lunghezza equivale alla larghezza del muro, quindi deve essere uniforme.

Per la Russia centrale si consiglia di utilizzare ciocchi lunghi 50-60 cm, per le regioni settentrionali fino a 80 cm. La maggiore lunghezza è dovuta al fatto che la conducibilità termica longitudinale del legno è 2 volte superiore a quella trasversale.

Processo di costruzione di un muro con ciocchi di varie forme e malta cementizia: ai bordi - un telaio rigido in cemento, all'interno - isolante in segatura pressata.

La malta di argilla viene preparata come segue:

• si prendono argilla e sabbia, si mescolano con acqua;
• si aggiunge paglia tritata come elemento di rinforzo;
• si porta alla consistenza desiderata;
• si stende sulla legna come malta da costruzione.

Per la robustezza, a volte si usa il cemento al posto dell'argilla, si aggiunge calce, e la tecnologia diventa 'calcestruzzo di ciocchi'. È leggermente diversa dalla precedente. La miscela di cemento viene stesa solo sui bordi dei ciocchi, e la parte centrale viene riempita con isolante - malta di adobe o segatura mista a calce.

Costruzione collettiva di un edificio di forma circolare con la tecnica 'argilla e ciocchi': ogni strato di legna viene livellato, i ciocchi sporgono leggermente dalla malta di argilla

Come strato finale si utilizza intonaco, anch'esso preparato con ingredienti naturali. Per ammorbidire la struttura della malta di finitura, all'argilla viene aggiunto letame, un antisettico naturale.

La malta di argilla impiega almeno un mese e mezzo per fare presa – per tutto il periodo le pareti devono essere mantenute asciutte. A questo scopo sopra l'edificio viene costruita una grande tettoia. Asciugandosi, l'argilla si screpolerà, quindi è necessario stuccare regolarmente le fessure e monitorare l'integrità della struttura.

Consigli per i costruttori principianti

Se si decide di acquistare una casa con ciocchi di legno, circa un anno prima dell'inizio della costruzione bisogna preparare il legname. È necessario asciugarlo per almeno 10 mesi, in modo che la struttura non si deformi in seguito.

Per una piccola casa di campagna di 40 m² saranno necessari circa 30 m³ di legname. È meglio non prendere ciocchi rotondi, che durante la posa potrebbero spaccarsi lungo le fibre, ma legna spaccata, privata della corteccia. La lunghezza dei pezzi è di 50-60 cm.

È facile ottenere tronchi della stessa lunghezza usando una macchina per la lavorazione dei metalli, ma alcuni riescono facilmente a svolgere il compito posizionando i tronchi su normali cavalletti. Da un lato si fa un appoggio, dall'altro, a una certa distanza, un segno – lungo il quale si esegue il taglio.

Nella costruzione di strutture a due piani di grandi dimensioni è obbligatorio l'uso di un telaio in legno con pilastri spessi, travi e solai, poiché il carico sulle pareti aumenta.

Ordine di costruzione della casa:

• realizzazione della fondazione a nastro;
• assemblaggio del telaio (non necessario con il principio di posa circolare);
• posa graduale della 'catasta di legna' con aperture per finestre e porte;
• pausa per la maturazione dell'argilla (almeno 2 mesi);
• costruzione del tetto;
• intonacatura e finitura interna.

Nella costruzione delle pareti si possono utilizzare tecniche tradizionali. Ad esempio, per il legamento d'angolo si usa una trave. Per far sì che i tronchi si adagino in modo uniforme, da un lato si posiziona verticalmente un grande pannello – funge da limite. Per aumentare la stabilità orizzontale della struttura, dopo ogni 4 file si consiglia di inserire filo spinato.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Video tematici aiuteranno a comprendere le sfumature della costruzione di case ecologiche.

Video #1. Panoramica delle case orientate all'ambiente ecologico:

Video #2. Film sulla costruzione di una casa in terra battuta in un eco-villaggio settentrionale:

Video #3. Tecnologia 'argilla e ciocchi' fai-da-te:

Come vede, costruire una casa con una delle note tecnologie ecologiche da soli è del tutto possibile. Si può iniziare non con un edificio residenziale, ma con un piccolo ripostiglio, una cucina estiva o una decorazione per la dacia. Cerchi di applicare i principi di una casa a risparmio energetico – sarà un piccolo passo verso il futuro e una splendida esperienza personale.

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