Научно-производственная фирма
Нанопорошковые технологии


Для тех, кому принципиально быть выше конкурентов!
 
 
Российский дом будущего - критические комментарии
   

Критические комментарии к статье Олега Храброго «Они не видят. Они не слышат. Они ничего не читают.», опубликованной в журнале «Эксперт» №9 в 2008 г. В этой статье приводится интервью с Марселем Бикбау, посвященного актуальной теме - строительству жилья.



Статья заинтересовала меня по многим позициям.

1. Я направлял свою статью по решению проблемы строительства доступного жилья в этот журнал, которая не была опубликована. Сведущие люди разъяснили, что публикации надо проплачивать. Я автор примерно 150 статей в научных журналах, и никогда не платил за их публикацию ни прямо, ни косвенно. Журналы бывают двух типов: в одних тебе платят за статью, а потом заинтересованные читатели платят владельцу прав за оттиск статьи или PDF файл, в других автор платит за статью, но зато читатели имеют прямой доступ к материалам. Автор вправе выбирать, но при этом заранее известно, к какому типу журнал относится. В случае обсуждаемой статьи в журнале «Эксперт» есть видимость интервью, т.е. приводится как бы статья журналиста, но на самом деле ясно проглядывает оплаченный материал. Ничего в этом криминального нет, но это не есть нормально для цивилизованной страны. Статьи подобного рода должны быть с пометкой «на правах рекламы». Это пример непрозрачного бизнеса, где правила игры не приводятся. В то же время по своей инициативе журнал развивает важный проект «Российский дом будущего». Получается явное несоответствие между светлыми намерениями и не очень светлыми правилами.


2. Статья посвящена самой актуальной проблематике – строительству жилья, и в частности доступного жилья. В части констатации имеется практически полное совпадение с моим анализом ситуации в проекте «Экопоселок», который разработан 5-6 лет назад. Частично информация приведена в проекте «Новая малоэтажная Россия», который подавался на конкурс инноваций и есть на сайте «Эксперта». Кроме этого, проект разошелся значительным числом экземпляров в виде твердых копий, попал в т.ч. и во властные структуры, и есть также на сайте компании «Нанопорошковые технологии».


3. Интересен сам автор – доктор химических наук Марсель Янович Бикбау, гендиректор Московского института материаловедения и эффективных технологий (ИМЭТ). Помимо этого он также является академиком РАЕН, Международной Академии Экологии, безопасности человека и природы, Санкт-Петербургской Инженерной Академии, Нью-Йоркской Академии Наук. К сожалению, все эти «бантики» стоят недорого: за 100-200$ можно было стать академиками, при желании. До этих покупных или договорных регалий была большая тяга после распада СССР. Более ценным и достоверным подтверждением его квалификации является соавторство в статье «Crystal structure of alinite», Ильюхин, Невский, Бикбау и Howie, опубликованной в междисциплинарном журнале Nature, 269 (5627) 1977, pp. 397-398. Этот журнал имеет высокий рейтинг в научном мире. Но даже в этом журнале более половины статей имеют нулевой индекс цитирования. Другими словами, сам факт публикации в журнале еще не дает автоматически гарантии высокого качества и актуальности. К счастью, вышеназванная статья имеет 8 цитирований в журналах, доступных в Интернете, что весьма неплохо.


4. Интересны полученные Бикбау результаты. Термин «алинит» для твердых растворов алюмосиликатов кальция с анионами типа Cl-, прижился и довольно много статей по этой тематике можно найти в научной литературе. Достоинством нового типа цемента, который часто называют «экоцемент», является пониженная чувствительность к составу смеси, что дает возможность использовать для его получения менее качественное натуральное сырье и отходы производства с неизбежной вариацией состава (металлургические шлаки, золы уноса и т.п.), включая примеси хлоридов. Для производства алинитового цемента требуется более низкая температура обжига клинкера, т.к. хлорид кальция играет роль плавня, вовлекая в процесс синтеза в т.ч. MgO. Кроме этого, алинитовый клинкер легче измельчается. Набор положительных качеств алинитового цемента впечатляет. Однако отличия подразумевают и обратную сторону медали.


5. По словам Бикбау, такого цемента было выпущено 2 миллиона тонн. В сравнении с общим объемом производства цемента в СССР – ничтожная доля. В чем проблема – почему казалось бы более дешевый материал, практически такой же по прочности, как стандартный портланд-цемент, не стал ведущим вяжущим материалом? Интуиция химика вкупе с изучением литературы показали, что наличие хлорид-ионов в поровом пространстве бетона на алинитовом цементе негативно влияет на коррозионную стойкость арматуры. То есть материал хороший, но при правильном использовании. Однако, в СССР это вряд ли было нужно – никто не был заинтересован по большому счету в экономии энергии при производстве цемента, но все были заинтересованы в его надежности, универсальности и дуракоустойчивости, учитывая уровень технологической дисциплины и квалификацию персонала в строительстве. Напомним, что цены все были придуманные, а объемы производства цемента практически одной марки были гигантскими при низкой цене, сопоставимой с песком. Сейчас ситуация резко изменилась.

Строительный бум из-за острого дефицита пригодного жилья привел к резкому росту спроса на цемент. Производство цемента практически монополизировано, в результате цены ушли выше мирового уровня. Дефицит цемента привел к огромному потреблению золы уноса, которая внешне похожа на цемент. В СССР объем утилизации золы уноса не превышал 3%, т.к. качество золы было низкое (стандарты не соблюдались – энергетики давали стране тепло и энергию любой ценой), а экономического интереса никакого. При добавке золы уноса в количестве до 10-15% прочность бетона изменяется слабо – в пределах ошибки измерения. Однако при этом существенно усложняется технология приготовления бетона, вдобавок необходимо ставить дополнительное оборудование – силоса для хранения золы, питатели для введения необходимого количества добавки. Вариация состава золы добавляет головной боли и увеличивает количество брака, особенно в сборном железобетоне. Увеличение содержания золы до 30% в производстве сборного железобетона приводит к резкому росту брака и замедлению оборота опалубки, т.е. снижению производительности труда и реально убыточности производства. Поэтому, несмотря на эшелон диссертаций и отчетов по НИР, посвященных золам, в использовании золы в производстве бетона никто не был заинтересован при условии соблюдения качества конечной продукции.

Что же имеем сейчас? По прежнему идет в основном многоэтажное строительство на основе конструкционного железобетона, где прочность – главная характеристика. Другой базы в стране просто нет, да и менталитет не изменился радикально. Добавка зол, которые лучше отнюдь не стали, приводит заведомо к снижению качества бетона. Ситуация различается для двух основных типов зол уноса – кислых каменноугольных и щелочных буроугольных (в основном из Канско-Ачинского бассейна). При добавке к цементу каменноугольной золы имеет место плавное снижение прочности бетона – зола является в основном инертным разбавителем, т.к. в качестве пуццоланы для связывания избытка оксида кальция в клинкер при помоле сразу вводят шлаки (за рубежом, как правило, добавка пуццоланы – дело производителя бетона).

Остатки несгоревшего угля не только снижают прочность из-за отсутствия взаимодействия с цементным камнем, но также из-за избыточного захвата воздуха в бетон, также снижающего прочность. Так как сферические стеклянные частицы в золе снижают водопотребление, то имеет место какая-то компенсация негативного эффекта от несгоревшего угля. Если в золе остается много угля – 5-10% по массе (~15-30% по объему), то от добавки золы только негативный эффект. Если остатки угля менее 3%, то повышение пластичности бетона и снижение водопотребления компенсируют наличие угля. Но в любом варианте, скорость набора прочности снижается. Для производства, где требуется быстрый оборот опалубки, это всегда негативный момент. По моим данным могу сказать, что вариация содержания несгоревшего угля в золе достигает 10 раз. В США стандартом установлен предельный уровень содержания несгоревшего угля в золе для ее утилизации в бетон – 3.5%. При использовании золы вводят дополнительно органические добавки, уменьшающие захват воздуха в бетон угольными частицами. Очевидно, что у нас этого не делают.

При добавке в бетон щелочной буроугольной золы, обладающей самой по себе вяжущими свойствами, возникают другие проблемы, гораздо более опасные. Помимо той же проблемы с остатками угля, при наличии в золе значительного количества свободного оксида кальция – более 5%, возникает опасность оксидного расширения бетона, уже набравшего прочность. Это ведет к внутренним напряжениям в бетоне и может привести к полному его разрушению. Опасно даже не столько количество свободного оксида кальция CaO, сколько его наличие в виде крупных частиц 50-200 мкм, покрытых стеклом. Вариация содержания свободного CaO в золе от сжигания угля с одного месторождения достигает также десяти раз при мониторинге состава золы в течение длительного времени. Это известная бомба замедленного действия. Чем выше марка бетона, тем более опасно наличие крупных частиц CaO в бетоне, т.к. внутренние поры сильно снижают прочность бетона, но способствуют релаксации механических напряжений. Но и это не все. Есть еще одна опасность, связанная с сульфатным расширением – т.н. бетонной чумой – образованием эттрингита из ангидрита CaSO4 в золе и алита – одного из 4-х главных минералов цемента. Этот процесс идет при значительном содержании воды. Содержание ангидрита в буроугольной золе также сильно варьирует: по моим данным содержание ангидрита в золе ТЭЦ-3 г.Новосибирска за 4 месяца в отопительный сезон 1989-1990 гг. варьировало в 7 раз. Таким образом, введение зол в бетон без их анализа и контроля качества опасно, особенно для несущих конструкций, т.к. качество и состав золы сильно варьирует. В действительности, быстрый тест на состав золы стоит дорого (спектрометр стоит более 100.000 Евро).

Поэтому относительно приемлемым способом является помещение золы в большие накопительные силоса, где имеет место некоторое усреднение, а опасность получить непригодную для бетона добавку снижается. Однако из-за дефицита цемента и отсутствия должного контроля повсеместно происходит игра в рулетку за счет конечного потребителя. Игра смертельно опасна для многоэтажного строительства, которое превалирует сегодня на рынке жилья. Для экономии дорогого и дефицитного цемента многие производители стали молоть цемент с большими добавками золы. Однако ни одну из проблем этот прием не решает. Измельчение остатков угля идет максимально быстро и сильно ухудшает свойства, измельчение крупных частиц CaO в 2 раза недостаточно надежно, а более тонкий помол слишком дорогой. При дополнительном помоле увеличивается немного активность цемента, которая компенсирует снижение прочности в контрольные сроки. Однако в длительной перспективе это не может не привести к огромным проблемам. Двух зол одинаковых не бывает. Более того, даже на одной ТЭЦ, сжигающей уголь с одного разреза, зола может сильно меняться по составу и качеству даже в течение дня. Эти данные приведены к тому, чтобы вернуться к обсуждаемой статье, а точнее представлениям о материалах и строительстве коллеги по химии и материаловедению д.х.н. М.Я.Бикбау.



Главной ошибкой Бикбау является то, что он не осознает принципиальной разницы в строительстве жилья многоэтажного и малоэтажного (1-2 этажа, т.е. индивидуальные дома). Требования к строительным материалам совершенно различные: для многоэтажного строительства на 1-ом месте прочность, а для малоэтажного – долговечность, цена, теплозащитные характеристики. Создание материалов одновременно несущих и теплозащитных – физически некорректно, т.к. прочность снижается с плотностью очень резко нелинейно, а теплопроводность практически линейно. У нас большая часть населения уже живет в мегаполисах, т.е. в многоэтажных домах. Продолжать наращивать строительство в том же тупиковом направлении, уповая на уникальную технологию или замечательный проект, улучшая на проценты некоторые позиции по материалам, да и то часто лишь в рекламных материалах – окончательно лишить нашу страну будущего. Мировые тенденции прямо противоположные и наблюдаются уже давно! Сначала позвольте напомнить всем очевидные результаты урбанизации с сильным Советским акцентом:


1) Города строились вокруг заводов и фабрик, а не наоборот, в итоге сейчас города являются сложнейшим клубком устаревших, изношенных коммуникаций на трех уровнях – под землей, на земле и в воздухе, перемешанных жилых и производственных зон. Несмотря на плановый характер экономики, города реально развивались бессистемно и хаотично: мегаполис Новосибирск только в 2008 году получил какой-то генплан развития (какой он по качеству – скоро увидим, но результат, очевидно, будет как всегда – сильно опоздали, да и квалификация архитекторов фактически не проверялась делом).


2) В социалистическом обществе рассчитывали на общественный транспорт и крупные предприятия; переход на рыночные рельсы высветил гигантские проблемы гигантов экономики, а появление личного транспорта привело к параличу – пробки длиной в город уже не страшилки, а реальность.


3) Проблема мусора и отходов принципиально не имеет решений в наших городах; эта проблема усугубляется нашим климатом и наследием Социалистической экономики, где производство отходов было основным производством. В итоге города превращаются в свалки на глазах, количество огромных только официальных свалок вокруг мегаполисов насчитывает десятки, да и они переполнены; места отдыха горожан на природе практически таковыми уже не являются – по количеству мусора пляжи не отличаются от официальных свалок; по моему опыту в 2007 г., незамусоренные места удается найти лишь за 100-200 км от Новосибирска. Летом пробки на трассе на Алтай, куда в массовом порядке уезжают на природу горожане, начинаются с 6 часов утра и с 15 часов вечера. Что означает элитное жилье в окружении свалок? – Главное требование к элитному жилью – вид из окна! Цена «элитного» жилья в виде 3-х комнатной квартиры превышает стоимость виллы на берегу теплого чистого моря в Таиланде, Турции или Черногории.


4) Советские города строились по единой технологии сборного железобетона от Чукотки до Афганистана, с расчетом на центральные коммуникации и практически бесплатные водные и энергетические ресурсы. Оказалось, что вода и энергия стоят денег, но в построенных городах уже невозможна их экономия: в богатой Европе среднедушевое потребление воды в 5-10 раз меньше, чем в России. Очень слабая теплозащита зданий при нашем климате требует огромных затрат на отопление в течение 8-9 месяцев; дряхлеющие коммуникации не выдерживают, что делает само проживание в России опасным для жизни.


5) Вентиляция жилых помещений в наших домах была пассивной – за счет инфильтрации через огромные щели в деревянных окнах и дверях; массовая установка пластиковых окон породила проблему вентиляции – по санитарным нормам, да и по ощущениям окна необходимо держать открытыми, так что отопление улицы реально продолжается.



Добавим к этому очевидные тенденции развития мирового сообщества, которые затронули и Россию, хотя и не в полной мере. Пока.


1) Глобальные и общедоступные сети коммуникаций: без Интернета и сотовой связи невозможно представить современную жизнь, а вот осознание всех преимуществ новых видов связи и их способность в корне изменить ведение бизнеса и саму жизнь пока еще не пришло. Ездить физически на рабочее место нужно далеко не всем и в среднем реже, чем вчера!


2) Глобализация привела к узкой специализации, в результате, например, уже никому не придет в голову возрождать отечественную бытовую микроэлектронику. В итоге доля услуг в ВВП растет, и эта тенденция неотвратима. Услуги же оказывают в значительной мере по месту проживания и/или с использованием современных средств коммуникаций.
3) Климатические изменения уже заставляют изменять законодательство, стимулируя снижение нагрузки на окружающую среду, т.е. переход к стратегии устойчивого развития, провозглашенной ООН в Рио-де-Жанейро еще в 1995 г.


4) Нефти и газа реально скоро не будет хватать всем. Рост цен на нефть обгоняет инфляцию. В рамках существующего образа жизни в мегаполисах затраты на содержание автомобилей растут нелинейно быстро: за счет стоимости бензина и парковки.


5) Переход на возобновляемое топливо для автомобилей уже состоялся в Бразилии; в ряде стран биотопливо уже не экзотика, а коммерческий продукт; на рынке Европы уже есть серийные автомобили, например, Рено, рассчитанные на биотопливо - этанол. Огромные инвестиции сделаны в гибридные и водородные автомобили, включая государственные инвестиции в создание инфраструктуры.


6) В Европе поставлена задача (по опыту – если поставлена, значит будет выполнена) довести долю возобновляемых энергоресурсов до 20% в ближайшие годы. Во многих странах отопление крупных зданий уже осуществляется посредством тепловых насосов, используя тепло моря или других источников низкой интенсивности.


7) Современные здания в развитых странах основном строятся уже на иных принципах – с минимальным потреблением ресурсов, с использованием тепловых насосов на геотермальном тепле, в т.ч. пассивные дома и smart house.


8) В западных мегаполисах последние десятилетия наблюдается четкая тенденция – более состоятельные граждане переезжают в пригороды в свои дома.



Вернемся к статье в журнале «Эксперт» и конкретным высказываниям Бикбау.


1. «ИМЭТ остается …институтом и небольшой строительной компанией, которая возводит дома по новой технологии – в них легко дышится, они строятся из экологически чистых материалов, их строительство обходится дешевле (в среднем на 30%) сегодняшних рыночных ставок». Комментарий. Дома, в которых дышится за счет инфильтрации, разрушаются много раньше отведенного срока из-за конденсации влаги внутри стен. Это решение из 19 века. Вентиляция жилых помещений за счет инфильтрации – наихудшее решение. Инженерная система вентиляции должна быть независимой и выполнена совместно с теплообменником и фильтрами для очистки воздуха. По стоимости строительства см. ниже. Экологически чистые материалы в сверхгрязной окружающей среде – это не более чем, рекламный слоган.


2. «При средней себестоимости строительства жилья в Москве на уровне 1500 $ его продают по 5000 $.» Комментарий. Очень много возникает разных мыслей по поводу этой информации. У меня сложилось близкое впечатление по другим городам (а точных цифр не существует в принципе – темный бизнес), по крайней мере по соотношению цен. Сразу возникает вопрос: почему же ИМЭТ остается маленькой компанией, если такие прибыли от продаж? Может затраты на новые технологии экологического строительства сравнимы с продажными ценами? Тогда это не дешевые, а очень дорогие технологии, которые не найдут спроса даже с таким бантиком, как «эко». Из озвученных Бикбау цифр можно сделать оценки «откатов». Если бы вся разница между затратами и продажной ценой шла в карман инвестору, то, согласно Марксу, нет такого преступления, которое бы остановило капитал. Очевидно, что за такие прибыли платят откатом (в т.ч. за то, чтобы не было конкурентов). Если дележка доходов идет пополам между чиновниками и инвесторами, то эффект от самых лучших революционных технологий не дотянет и до 1% от суммы отката.

Я 6 лет назад для своих оценок перспективности строительства эко-поселков относительно традиционного брал среднепотолочные цены: четверть на строительство, четверть на коммуникации, четверть на прибыль инвестору и четверть на откаты. В итоге даже в таком «мягком» раскладе был сделан совершенно очевидный вывод: каким бы не был прогрессивный продукт или технология строительства, они ничего не значат в сравнении с величиной отката, поэтому в сложившихся обстоятельствах никогда не будут востребованы. Мнение про строителей, вынесенное в название статьи «Они не видят. Они слышат. Они ничего не читают» абсолютно точно отражает ситуацию – им это не надо. Они могут не знать какие то технические решения, но не считать деньги не могут. Если взять цифры, приведенные Бикбау, то мой вывод, сделанный самостоятельно 6 лет назад, только усиливается. Величина отката чиновникам стала совсем уж абсурдной – как никогда стало выгодно уезжать из страны или увозить капитал и покупать недвижимость за границей, а в России оставлять грязный в прямом и переносном смысле бизнес. Ипотека в национальном проекте «Доступное жилье» в такой ситуации – авансовые платежи будущих взяток.


3. «Технология, которая позволила бы изменить все представления о строительстве, пока из области фантастики». Комментарий. Если искать технологию, как философский камень, то очевидно. Но если ставить вопрос корректно – каков способ создания современного жилища, удовлетворяющего существующим вызовам?, то комплексное решение существует, но в рамках другой строительной парадигмы. Более того, решение может существовать только комплексное и междисциплинарное. Более того, главные идеи были даже как бы одобрены Госстроем: проект с моим участием в конкурсе «Свой дом», где мне принадлежала главная идея строительства эко-домов путем создания единого конвейера по строительству и нестационарному производству основных материалов на основе минитехнологий и локальных источников сырья и отходов прямо на стройплощадке, получил 1-ую премию. При правильно поставленной задаче огромный пакет необходимых совместимых технических решений был в итоге найден, включая организационно-финансовый. Стандартный подход – брать на рынке что-то и потом собирать дома, малопригоден в России ввиду короткого строительного сезона, больших расстояний и слабой инфраструктуры. Только из-за пробок стандартный подход принципиально больше не годится. По отдельности многие технические решения или материалы вполне хороши, но совместимы ли они?


4. «Керамзит как ключевой теплоизолирующий материал, на основе которого было построено 80% жилья в СССР, - экологически чистый, долговечный и дешевый – был выброшен и заменен на так называемые эффективные утеплители – пенопласт, пенополистирол, минвату, Rockwool. Что получилось? Все дома, которые сегодня утепляют этими материалами, обречены. По существующим на Западе нормам срок годности этих утеплителей – десять-двенадцать лет. Они не только недолговечны, но и вредны – выделяют фенолформальдегидные соединения, которые укорачивают жизнь человеку.» Комментарий. Керамзит – хороший материал в своем месте, хоть и дорогой. Проблемы теплозащиты зданий он конечно не решает. Полимерные утеплители у хороших изготовителей тянут до 20-25 лет, а в реальной жизни действительно могут придти в негодность через 10-12 лет. То же самое касается минваты – хорошая и долговечная стоит дорого, а дешевая не отличается по внешнему виду от хорошей. Поэтому если вы заплатили за хорошую, не факт, что именно ее вы получили. Приведенный список утеплителей уж слишком узок. Есть прекрасный экологически чистый материал, известный много тысяч лет, со сроком службы более 100 лет (экспериментально подтвержденный факт), и при этом очень дешевый. Речь идет о соломе. В моих проектах это главный утеплитель. Все недостатки этого сырья известны, что позволило их нивелировать и оставить только лучшие свойства при комплексной разработке проекта. Очевидно, что в рамках устаревшей парадигмы строительства места соломе нет.


5. «В восьмидесятых мы разработали оригинальный состав для облицовочных плит стартовой площадки ракет на Байконуре. Новый материал спокойно выдержал десятки стартов ракет. Плиты раскалялись при старте добела, наблюдалось шелушение поверхности, но покрытие площадки стояло. Раньше при каждом взлете все бетонные конструкции на площадке разносило в пух и прах. С новым материалом возникли предпосылки для реальной экономии средств. То есть нам удалось впервые в мире получить камень, который спокойно реагировал на высокие температуры, газодинамические и другие воздействия.» Комментарий. Не сомневаюсь, что получился неплохой материал, тем более что он достиг требуемых параметров. Однако подобные материалы известны давно, например, фосфатные цементы. Речь фактически должна идти скорее о сроках выполнения заказа и может быть об относительно невысокой цене. Те же сопла ракет выполнены из камня, который работает в значительно более сложных условиях, а он сделан из банального песка. Помол песка SiO2 до коллоидных размеров в водной среде приводит к т.н. воднокерамической вяжущей системе ВКВС, которая после введения наполнителя (того же песка) и сушки обеспечивает уникальные свойства. В чем же проблема, ведь песка на просторах Родины немерено?

Проблема в мокром помоле абразива – быстрый износ мельниц делает процесс дорогим. Половина стоимости цемента также заключается в помоле. Так что простой прием получения прибыли путем домола цемента с золой на самом деле требует экономических расчетов, а большого эффекта ждать не следует. Гораздо более эффективным приемом является помол до степени, которая составляет лишь половину возможного на выбранной мельнице – примерно до 30-40 мкм в среднем, а затем сепарировать тонкую фракцию, резко снижающей эффективность процесса измельчения. Крупную фракцию вернуть в начало процесса. Почему этот прием, эффективный по энергозатратам, и обеспечивающий максимальную долговечность помольного оборудования, не применяется? Потому что обычные классификаторы проточного типа слишком дороги и неизбежно теряют самую тонкую, дорогую и опасную для персонала фракцию менее 1 мкм. Такую задачу эффективно выполняет только техника класса Электромассклассификатор (ЭМК), которая много проще в исполнении и дешевле по эксплуатационным затратам, не считая идеальную экологичность. Почему же не востребована разумная технология помола с использованием классификатора? По той же причине – в сложившейся ситуации «контролируемого» рынка никто не ищет приключений с инновационными технологиями.


6. «Мы не просто цемент измельчаем тоньше, мы совместно с ним диспергируем кремнеземистые соединения – измельчаем природные пески, пуццолановые породы, отходы в виде зол, шлаков. Создаем гомогенную систему, которая обеспечивает высокое качество цемента. При этом на заводах получают цементный клинкер, в минералы которого загоняют избыточную известь, тратя 700-720 килокалорий тепла на кг. Мы разработали технологию механохимической обработки цемента, совместив ее с микрокапсуляцией. Это позволяет получать сегодня те же показатели по марке цемента, вводя на одну его часть две части кварцевого песка (или других пород). Реальные затраты тепла снижаются до уровня 300-500 килокалорий на кг цемента. Если обычный цемент по существующим стандартам хранится не более двух-трех месяцев, то новая технология дает цементу способность сохранять высокую марку и не терять качество.» Комментарий. Измельчение цемента с добавками приобрело характер эпидемии, ответ на нее придет чуть позже. Качество добавок не контролируется – золы нестабильны и содержат несгоревший уголь, природное сырье надо брать с разрешения государства (проще сразу застрелиться) и тоже неоднородно, не считая добычу, транспорт и т.п. затраты. Высокое качество цемента подразумевает целый набор свойств, а не только 28 суточную прочность на сжатие кубиков. Действительно тонкий помол увеличивает скорость гидратации и быстрый набор прочности, уменьшает долю непрореагировавшего клинкера в бетоне (в основном C2S). Но в то же время реология цемента сильно меняется и он может уже не иметь свойств, которые позволяют транспортировать его в силоса и далее подавать питателем в бетоносмеситель. Более того, быстрая гидратация может создать проблемы быстрого схватывания. Более того, быстрое твердение может привести к чрезмерному нагреву бетона. В тонком материале более сложного химического состава, чем классический Портланд-цемент, при длительной выдержке могут идти процессы кристаллизации с падением прочности – никто не изучал медленно протекающие процессы в столь сложных составах, термодинамика таких систем никому не известна. Если такие материалы применять в конструкционном бетоне – беда неминуема. Когда она придет – неизвестно. Опыт по классическому бетону накоплен более, чем за век выдержки. Что будет за 10 лет с новыми материалами широкого состава – никто не в состоянии предсказать.

Об экономии энергии за счет механохимической технологии в данном случае говорить не следует. Я работаю в единственном на планете институте механохимии. Только что вышла моя обзорная работа по механохимическому синтезу оксидов в журнале «Успехи химии», 77 (2) 2008, имеющим максимальный рейтинг среди отечественных журналов. Книга по заказу Нью-Йоркского научного издательства Nova Publishers тоже на подходе. Я до сих пор единственный в механохимии, который работает в этой области количественно. Неудивительно, что именно мне удалось разработать теорию сверхбыстрого механохимического синтеза сложных оксидов, который идет при комнатной температуре даже для оксидов с температурой плавления 3000 градусов за времена помола порядка 3 мин (время реального нахождения под ударным воздействием 0.1 с). Мне удалось синтезировать около сотни новых соединений, но заявлять об открытии новых фаз не приходило в голову. Затраты энергии (подведенной в виде электрической энергии к двигателю мельницы) составляют по порядку величины 1000 килокалорий на кг.
Явление механохимического синтеза – пороговое. Для тяжелых элементов идет, а для легких, составляющих цемент, - нет, точнее практически не идет, т.к. требуются затраты энергии на 2 порядка больше. Использование термина «механохимическая обработка цемента» – это обычный бантик. При указанных затратах энергии речь идет скорее о гомогенизации компонентов цементной смеси на уровне дисперсности порядка единиц микрон (меньше только для некоторых мягких минералов типа гипса). Такая характеристика тонкомолотого цемента с силикатными добавками, как длительность сохранения свойств при хранении, очень сомнительна (дезактивация цемента за счет гидратации оксида кальция с последующей карбонизацией определяется удельной поверхностью, которая намного выше в случае тонкомолотого цемента) и реально не требуется. Такие материалы разумно готовить перед употреблением для собственного использования, а не для продажи на рынок. Очевидно, использование таких специальных цементов для производства конструкционного бетона для многоэтажного строительства опасно.


7. «..появился крупнопористый бетон, о котором строители давно мечтали.» Комментарий. Не уверен, что об этом мечтали строители. Крупные поры ведут к резкому снижению прочности. Для чего? Чтобы дышали в нашем климате? Тогда преждевременное разрушение неизбежно. Опять путаница: на стеновые материалы возлагаются функции одновременно несущие, теплозащитные и вентиляционные? Но разделение функций несопоставимо эффективнее, надежнее и дешевле!


8. «Государство должно принять на вооружение вариант строительства жилья по наиболее экономичной технологии каркасов зданий и проводить внятную техническую политику.» Комментарий. Не согласен категорически. Государство не должно принимать решения о технологии строительства – это не его функция. Его функция – одинаковые для всех правила игры, создание конкурентной среды. Оно не должно мешать победе лучших технологий, что имеет место сейчас. В моем проекте используется каркасная конструкция малоэтажных зданий, как наиболее эффективная – этой технологии больше тысячи лет. Но этот каркас заполнен утеплителем и является всего лишь самонесущим, т.к. вес утеплителя мал. И никакого металла! Цена домов из металла никогда не будет доступной. Многоэтажки – вид жилья для Сингапура с Тайванем, а не для России, где и так почти все живут в многоэтажках, а проблемы не имеют решения. Зачем их усугублять и дальше?



Что взять со строителей и малограмотных чиновников, если ведущие в отрасли специалисты нелогичны, не видят очевидного и не отслеживают тенденций? Это одна из наследственных черт исчезнувшего СССР – для собственного спокойствия руководители от науки избавились от какой-либо конкуренции в академиях – от медицинской до строительной. Если РАН еще выжила в конкуренции и сотрудничестве с мировой наукой, то отраслевые замкнулись в собственной скорлупе и тем самым предопределили свое загнивание. Какая может быть наука, если в ней логики?


Российский дом будущего для примерно 70% населения – каков он? Он может быть только в эко-поселениях. Эко-поселения – почти автономные населенные пункты со своей инфраструктурой, минимально связанные с существующими сетями (пока остается необходимость в электрической энергии, но при появлении первых эко-поселений появится платежеспособный спрос на мини-электростанции на природном или биогазе с КПД порядка 60%, но из-за утилизации тепла на месте КПД будет близким к 100% вместо нынешних 25%, ветроустановки, мини-ГЭС и др.) В будущем эко-поселки будут иметь два контакта с инфраструктурой – дорога и газ либо электрическая сеть (в местах наличия малой гидроэнергии или ветра и без этого), поэтому станет возможным равномерное освоение территории России. В эко-поселениях можно даже в условиях нашего климата (расчеты проведены для широты Новосибирска со среднегодовой температурой 0 градусов) перейти на устойчивый тип развития, т.е. не оказывать давления на окружающую среду, практически не потреблять не возобновляемых ресурсов. Техническая возможность строительства таких поселений реально появилась недавно, в т.ч. благодаря появлению новых материалов на рынке (сотового поликарбоната, монтажных пен, фольгированного пластика, стеклянных пакетов, пленки), новых технологий. Собран пакет ЛУЧШИХ совместимых решений, позволяющий построить эко-поселение более 20 домов (чтобы поселок сразу стал жилым) с инфраструктурой за короткий строительный сезон – 5 месяцев (+2 на отделочные работы внутри дома). Одно это обеспечивает минимум в 2 раза снижение стоимости дома. Отсутствие коммуникаций дополнительно снижает начальный барьер по времени и стоимости и на порядок уменьшает эксплуатационные расходы. Среди главных идей можно назвать организованное строительство индивидуального жилья, создание единого конвейера производства материалов вместе со строительством.

Для переработки местных ресурсов или их улучшения разработан ряд мини-технологий, основанных на уникальной технике ЭМК, включая низкомарочный бетон на основе буроугольной золы с добавками цемента. Пакет решений обеспечивает БЕСПЕРЕБОЙНОЕ строительство по часовому графику, т.е. сборке домов из производимых в основном на месте с нестационарного стройкомбината материалов (грунтоблоки, облицовочный кирпич, прессованные блоки соломы в вакуумной упаковке, плиты золоарболита, и т.д.). Максимально используется энергия солнца и ветер в производстве грунтоблоков (иначе это потребовало бы создания среднего по уровню энергопотребления предприятия!). Транспортные расходы снижаются на порядок, погрузочно-разгрузочные операции сведены к минимуму. Тяжелая техника при строительстве не используется. Площадке при строительстве не будет нанесено никакого урона - планомерные посадки начнутся во время строительства!

Для нашего климата целесообразно строительство умных домов с коллективным центром обслуживания в виде полумансардных таунхаусов (цепочки сблокированных домов – от 2 до полной улицы), т.к. в этом случае не потребуется отопления и связанных с этим рисков и затрат. Обычно предлагаемые мероприятия по экономии энергии при наличия котла в доме или привязки к тепловой сети в действительности сильно нерентабельны. Найдено радикальное техническое решение: разумное снижение ВСЕХ тепловых потерь + накопление солнечного тепла позволяют убрать обычную систему отопления из дома на стадии проекта с резким снижением затрат. В доме остается резервный камин (дом без камина – не дом), в котором будут сжигаться дрова (скорее для комфорта – их потребуется для 3-х проживающих в доме 0.5-1 кубометр за зиму, чтобы обеспечить комфортные условия в пик морозов), которые являются фактически запасенной солнечной энергией.

По существующей классификации дома в экопоселке относятся к особнякам для состоятельных людей – площадь более 200 кв.м (при таких размерах стоимость кв.м минимальная, а также обеспечиваются все остальные требования по воде, воздуху и т.д.). Но себестоимость домов эквивалентна рыночной цене 2-х или 3-х комнатной квартиры (не в центре города), т.е. это реально доступное жилье при более высоких показателях комфорта, чем элитные квартиры. Эко-поселение по уровню комфорта жилища приближается к подмосковным элитным поселкам со стоимостью дома свыше миллиона долларов.
В эко-поселениях не будет производиться отходов. Серые стоки будут перерабатываться в подвале для последующего полива участка. Твердые органические отходы будут перерабатываться за два года в биореакторе карусельного типа в теплом подвале с последующей утилизацией на участке в виде удобрения. Твердые бытовые отходы будут собираться раздельно и предварительно перерабатываться в масштабах поселка (вместо больших затрат и загрязнения окружающей среды – прибыль на вторичных ресурсах).
Каждый дом будет иметь теплый гараж на 2 автомобиля, который одновременно является тепловым буфером. Один автомобиль можно будет использовать для местных поездок и заправлять биотопливом в поселке, которое будет производиться здесь же, в т.ч. из отходов. Второй автомобиль на обычном топливе будет использоваться для дальних поездок. Эта особенность присуща ТОЛЬКО эко-поселениям и уже через несколько лет это станет РЕШАЮЩИМ их преимуществом перед обычным жильем. Парковка в наших городах уже не имеет приемлемых решений на фоне ускоренного роста числа автомобилей. На западе доходы с парковки составляют значительную часть бюджета городов.

Эко-поселения легко адаптируются к любым изменениям цен на энергоносители на мировом рынке. Срок эксплуатации домов будет составлять около 200 лет (определяется в основном деревянным каркасом, обработанным биопиросоставом, утеплителем). Капитальный ремонт раз примерно в 30-50 лет (определяется пластиковыми изделиями – трубы, окна, солнечные коллектора). После окончания эксплуатации в природе не останется заметных инородных останков от дома через 10-20 лет.

Система водоснабжения основана на сборе атмосферных осадков с крыши (в т.ч. по этой причине малые дома с площадью до 150 кв.м. – коттеджи по существующей классификации - неэффективны), их очистке для технических нужд. Питьевая вода – продукт питания. Именно совместное исполнение инженерных систем - водной и тепловой, и полное использование вынимаемого грунта для создания массивных, аккумулирующих тепло, стен дает возможность создать дома без отопления даже в Сибири.

Пассивные дома – самое прогрессивное и навсегда актуальное направление в строительстве – можно строить в России. Что мешает? Практически невозможно получить землю под строительство. Речь идет о негородской земле. Земельное законодательство – классический лохотрон. Проблема строительства современного доступного жилья в России – проблема не техническая, а чисто политическая.


д.х.н. Зырянов В.В.

 Вверх
 
 
© 2018 ООО НПФ «Нанопорошковые технологии»
Любое использование материалов сайта в сети Интернет допустимо при условии указания названия ООО НПФ «Нанопорошковые технологии» и размещения гипертекстовой ссылки на источник заимствования. Использование материалов сайта вне сети интернет допускается исключительно с письменного разрешения правообладателя.
Данный Интернет-ресурс носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 ГК РФ