Case pasive (Partea I)

Cercetătorul german, Wolfgang Feist, din Institut fur Wohnen und Umwelt și profesorul suedez, Bo Adamson, din Lund University, primii au înaintat conceptul de construire a caselor pasive cu consumul redus de energie, care în prezent câștigă din popularitate.

Prima experiență

În 1990 în Darmstadt, a fost finalizată prima casă care a pus bazele pentru dezvoltarea noii tehnologii de construcție a clădirilor eficiente energetic. Experiența a avut atât de mult succes, încât în scopul desfășurării activității de cercetare ulterioare și dezvoltării unui set de standarde pentru case pasive, în 1996 dr. Feist a fondat în Darmstadt Institutul Casei Pasive (Passivhaus Institut), care a devenit principala platformă de elaborare a noilor idei și a metodelor practice pentru casa pasivă din lumea întreagă. În cei 13 ani de activitate a Institutului, în diferite țări au fost construite aproximativ 15000 de case care îndeplinesc definiția unei case pasive. Casele cu un consum "zero" de energie sunt în mare cerere în Germania și Austria, unde a fost construit cel mai mare număr de clădiri de acest gen.

Termenul "Casa pasivă cu un consum redus de energie" se referă la standardele în construcții, care pot fi implementate folosind diferite tehnologii, structuri și materiale.

Casele pasive sunt numite clădirile, care asigură o şedere confortabilă fără un sistem de încălzire convențional. Acest lucru presupune că consumul anual al energiei în clădire pentru încălzirea spațiilor nu depășește 15 kW / h pe un metru pătrat de spațiu de locuit. Pierderile de căldură sunt atât de mici, încât astfel de case au nevoie de cinci ori mai puțină energie pentru încălzire decât clădirile noi, construite după standardele tradiționale. Casele pasive consumă aproape zero de energie termică externă, deoarece pentru a oferi o temperatură confortabilă în timpul sezonului de încălzire este suficientă radiaţia solară care trece prin ferestre, precum şi căldura emanată de aparatele de uz casnic și oameni. Aceasta este principala idee a casei pasive, în plus, există o tendință, cu ajutorul tehnologiilor de economisire a energiei, de a minimiza nu numai consumul energiei termice, dar şi electrice pentru aparatele de uz casnic. De exemplu, proiectul european CEPHEUS include construcția clădirii rezidențiale cu un consum anual total de energie de 42 kW / h pe metru de suprafață.

Acest indice este de 4 ori mai mic decât cel existent de consum al energiei electrice în casele noi, construite în conformitate cu standarde obișnuite aplicate în prezent în Europa.

Proiectarea caselor pasive

Caracteristica principală care distinge casa cu un consum redus de energie termică de la cea obișnuită este o izolare perfectă. Pereții, ferestrele, acoperișul, pardoseala, în case standard au un coeficient destul de mare de transfer termic, ceea ce duce la o pierdere semnificativă de căldură, de exemplu, pierderile de căldură în clădirea de cărămidă obișnuită constituie 250-350 kW pe un metru pătrat de suprafaţă încălzită pe an.

Reducerea pierderilor de energie la un nivel minim a devenit posibilă datorită următoarelor măsuri:
 

- O izolare termică puternică. Pentru pereţi şi acoperiş, coeficientul de rezistenţă termică ar trebuie să fie nu mai mic de R60 și R40.
- Etanşarea atentă a intersecțiilor de ziduri, acoperiș, fundament, etc.
- Ermetizarea deschiderilor din jurul ferestrelor și ușilor.
- Instalarea sistemelor de ventilație, echipate pentru recuperarea căldurii.
- Orientarea ferestrelor şi uşilor pe partea însorită.

Coeficientul de rezistenţă termică este o caracteristică calitativă a gradului de izolare al încăperii. În general, acesta este definit ca raportul dintre diferența de temperatură şi cantitatea energiei consumate pentru a obţine această diferență. Cu alte cuvinte, acesta înseamnă cantitatea de energie termică cheltuită în wați pentru a îmbunătăți temperatura interioară cu 1 grad la 1 metru pătrat de suprafață în contact cu mediul exterior. De exemplu, o casă cu două etaje, cu o suprafaţă totală de 250 metri pătraţi, dispune de o suprafaţă de construcţii de îngrădire de aproximativ 400 de metri pătraţi. Dacă coeficientul de rezistență termică a structurilor este R40, apoi, pentru a menține temperatura interioară de 20 ° C, atunci când temperatura exterioara este de -20 ° C, pentru încălzirea casei întregi sunt necesari 1.6 kW de energie. Ar trebui să menţionăm că cu standardele convenţionale de izolare termică pentru a menține temperatura camerei într-o astfel de casă sunt necesare nu mai puţin de 20.0 kW. Studiile au arătat că o reducere semnificativă a căldurii apare doar la un strat de izolaţie termică nu mai mic de 15 cm, este de dorit de utilizat panourile termoizolante cu o grosime de 25-40 cm. Tehnologia "casei pasive" prevede o izolaţie termică efectivă a tuturor suprafeţelor de îngrădire şi nu doar a zidurilor, ci şi a pardoselei, tavanului, mansardei, subsolului și a fundamentului. În mod tradițional, se consideră că instalarea izolaţiei termice ar trebui să se facă de preferință din afară.

Într-o casă pasivă se formează mai multe straturi de izolaţie termică, internă și externă. Acest lucru vă permite să nu lăsați căldura să iasă din casă și să nu lăsaţi frigul să intre în ea. De asemenea, se efectuează eliminarea atentă a "podurilor reci" în construcţiile de îngrădire. În rezultat se obţine o reducere semnificativă a pierderilor de căldură. În casele pasive la metru pătrat de suprafață încălzită pe an se pierde aproape de 20 de ori mai puţină energie, decât în clădirile convenționale.

La dorinţă, putem obţine rezultate foarte bune. O mare importanță are izolaţia termică a deschiderilor din jurul ferestrelor şi uşilor. Pentru o acţiune eficientă a tehnologiei, în casa pasivă sunt folosite construcţii moderne cu două sau trei compartimente de proiectare. În scopul de a îmbunătăți rezistența termică, în interiorul seturilor de sticlă se pompează gaze cu un coeficient scăzut de conductivitate termică, într-un mod special este prelucrată sticla, sunt folosite proiectări speciale de joncțiune a ferestrelor de pereți. Uneori, pentru o izolație suplimentară pe ferestre sunt instalate obloane, jaluzele sau perdele speciale.

În casele eficiente energetic este folosită orientarea clădirilor spre radiaţia solară maximă, cu utilizarea acestei practici în încăpere rămâne mai multă căldură, decât se pierde.

Pentru a păstra căldura, în casele pasive este folosit un sistem special de ventilaţie cu recuperarea căldurii. Acest lucru înseamnă că aerul iese din casă şi intră în ea nu printr-o conductă de aerisire convenţională, ci printr-o conductă subterană, dotată cu un recuperator de căldură. Recuperatorul este un schimbător de căldură în care aerul încălzit emană încontinuu căldura în aerul rece prin peretele despărțitor. Tehnologia de recuperare este folosită în multe sectoare de industrie. De exemplu, în turbina ce funcţionează pe gaze, aerul este comprimat şi amestecat cu combustibil, care arzând porneşte motorul. Recuperatorul, pompând o parte din gazele utilizate înapoi în turbină, încălzește aerul care urmează să fie amestecat cu combustibil. Datorită acestui fapt, energia obținută în urma arderii combustibililor este utilizată doar pentru rotația motorului, se exclude consumul de energie pentru încălzirea unui amestec de "aer-combustibil" la temperatura de lucru. Astfel, recuperatorul (schimbătorul de căldură) folosind o parte din energie în plus, contribuie la o funcţionare mai eficientă a sistemului.

Sistemele de recuperare funcţionează datorită schimbătoarelor de căldură. Există două tipuri de schimbătoare: cu agenți termici individuali și separaţi printr-un perete, în care substanțele de lucru sunt într-o interacțiune directă. În plus, schimbătoarele de căldură sunt împărțite în trei grupe în funcție de direcția de curgere a substanţelor care interacţionează: schimbător cu curent paralel, schimbător cu curent încrucişat şi schimbător cu contracurent. De regulă, în sistemele de recuperare a caselor sun utilizate schimbătoare de căldură cu contracurent şi un paravan separator. Diagrama schematică a funcţionării ventilaţiei într-o casă pasivă este următoarea: iarna aerul rece intră în conducta subterană şi se încălzeşte de la căldura pământului și apoi intră în recuperator. În recuperator, aerul de casă utilizat încălzește aerul proaspăt și apoi este aruncat afară în stradă. Aerul proaspăt încălzit care vine în casă în rezultat, are o temperatură de aproximativ 17C.

Vara, aerul cald care nimereşte în conducta subterană se răceşte de la contactul cu solul, la aproximativ aceeași temperatură. Acest sistem permite să menţinem în interior un mediu confortabil.

Sursa: tehnoinfo.ru