Casă pasivă

În contextul creșterii prețurilor la energie electrică și căldură, problema costurilor de funcționare pentru locuințe este acută. Un indicator al eficienței energetice a instalației este pierderea de energie termică pe metru pătrat (kWh/m²) pe an sau în timpul perioadei de încălzire . O clădire care economisește energie este considerată a fi unde această cifră este sub 50 kWh/m². Pentru ca o casă să fie considerată pasivă, acest indicator trebuie să fie mai mic de 15 kWh/m² (după criterii din Europa).

O reducere a consumului de energie se realizează în primul rând prin reducerea pierderilor de căldură ale clădirii.

În mod ideal, o casă pasivă ar trebui să fie un sistem energetic independent care să nu necesite niciun cost pentru a menține o temperatură confortabilă. Încălzirea unei case pasive ar trebui să se datoreze căldurii generate de oamenii care locuiesc în ea și de aparatele de uz casnic. Dacă este necesară o încălzire „activă” suplimentară, este de dorit să se utilizeze surse alternative de energie . Alimentarea cu apă caldă poate fi asigurată și prin instalații de energie regenerabilă : pompe de căldură sau încălzitoare solare de apă . Problema răcirii/climatizării clădirii se presupune, de asemenea, a fi rezolvată printr-o soluție arhitecturală adecvată și, dacă este necesară o răcire suplimentară, prin surse alternative de energie , de exemplu, o pompă de căldură geotermală .

Uneori, definiția „casei pasive” este confundată cu sistemul „ casă inteligentă ”, a cărui caracteristică principală este automatizarea dispozitivelor de inginerie a clădirilor (securitate, perdele, încălzire etc.). Sistemul „ casă activă ” este, de asemenea, diferit , care, pe lângă faptul că cheltuiește puțină energie, produce, de asemenea, atât de multă energie, încât poate nu numai să se asigure singur, ci și să o dea rețelei centrale (o casă cu un bilanț energetic pozitiv. ).

Istorie

Dezvoltarea clădirilor eficiente energetic

Dezvoltarea clădirilor care economisesc energie se întoarce la cultura istorică a popoarelor din nord și Siberia, care au căutat să-și construiască casele în așa fel încât să rețină eficient căldura și să consume mai puține resurse. Materialul și forma rotundă de economisire a energiei a locuințelor ( cort , iurtă , etc.), precum și o carcasă de materiale termoizolante eficiente (piei de animale, pâslă ) sunt prototipurile tehnologiei casei pasive. Un exemplu clasic de tehnică de economisire a energiei la domiciliu este aragazul rusesc , care se distinge prin pereții groși care rețin bine căldura și este echipat cu un coș de fum cu sistem de rotație.

Experimentele moderne de creștere a eficienței energetice a clădirilor includ o structură construită în 1972 în orașul Manchester din statul New Hampshire ( SUA ). Avea o formă cubică, care asigura suprafața minimă a pereților exteriori, suprafața vitrajului nu depășea 10%, ceea ce făcea posibilă reducerea pierderilor de căldură datorită soluției de amenajare a spațiului. Pe fațada de nord nu era niciun geam. Învelișul acoperișului plat a fost realizat în culori deschise, ceea ce i-a redus încălzirea și, în consecință, a redus cerințele de ventilație în sezonul cald. Pe acoperișul clădirii au fost instalate colectoare solare .

În 1973-1979 , complexul ECONO - HOUSE a fost construit în orașul Otaniemi , Finlanda . În clădire, pe lângă o soluție complexă de planificare a spațiului, ținând cont de particularitățile locației și climei, a fost utilizat un sistem special de ventilație , în care aerul a fost încălzit datorită radiației solare , a cărei căldură a fost acumulată de către geamuri și jaluzele speciale cu geam termopan . De asemenea, în schema generală de schimb de căldură a clădirii au fost incluse colectoare solare și o instalație geotermală , ceea ce asigură economisirea energiei . Forma pantelor acoperișului clădirii a ținut cont de latitudinea șantierului și de unghiurile de incidență a luminii solare în diferite perioade ale anului.

Casă pasivă

O schemă interesantă de echipare a unei case pasive a fost propusă în mai 1988 de Dr. Wolfgang Feist, fondatorul Institutului Casei Pasive din Darmstadt ( Germania ) și profesorul Bu Adamson de la Universitatea Lund ( Suedia ). Conceptul a fost dezvoltat în numeroase proiecte de cercetare finanțate de statul Hesse , Germania .

În 1996, Institutul Casei Pasive a fost înființat la Darmstadt .

Constructii

Conceptele de „verde” și „casă pasivă” sunt adesea confundate, iar casele pasive și ecologice înseamnă adesea case construite din materiale naturale tradiționale sau deșeuri reciclate - beton celular , lemn, piatră, cărămidă , deși casele din piatră sunt reci și unele încălzitoare moderne nu sunt materiale naturale. Recent, casele pasive au fost adesea construite din produsele prelucrării deșeurilor anorganice - beton , sticlă și metal. În Germania , au fost construite instalații speciale pentru a procesa astfel de deșeuri în materiale de construcție pentru clădiri eficiente din punct de vedere energetic.

Izolație termică

Structurile de închidere (pereți, ferestre, acoperișuri, podele) ale caselor standard au un coeficient de transfer termic destul de ridicat. Acest lucru duce la pierderi semnificative: de exemplu, pierderea de căldură a unei clădiri obișnuite din cărămidă este de 250-350 kWh la 1 m² de suprafață încălzită pe an.

Tehnologia casei pasive asigură izolarea termică eficientă a tuturor suprafețelor de închidere - nu numai pereților, ci și podelelor, tavanelor, podurilor, subsolurilor și fundațiilor. Într-o casă pasivă, se formează o izolație termică exterioară foarte eficientă a suprafețelor de închidere. Izolarea termică interioară este nedorită, deoarece reduce inerția termică a incintei și poate duce la fluctuații semnificative de temperatură în timpul zilei, de exemplu, atunci când căldura solară intră prin ferestre. Din punct de vedere al fizicii termice, este, de asemenea, cel mai eficient aplicarea izolației termice din exterior, deoarece în acest caz structurile de susținere sunt întotdeauna în zona de temperaturi pozitive și umiditate optimă, ceea ce aduce punctul de rouă dincolo de limitele lor. De asemenea, elimină „podurile reci” din anvelopele clădirilor. Ca urmare, în casele pasive, pierderile de căldură prin suprafețele de închidere nu depășesc 15 kWh pe 1 m² de suprafață încălzită - de aproape 20 de ori mai mici decât în ​​clădirile convenționale.

Windows

Pierderile de căldură prin ferestre sunt împărțite în radiații (radiații în intervalul infraroșu de la casă spre exterior), convecție (gaz în golul dintre sticlă) și transfer de căldură (gaz, sticlă și legare). Radiația reprezintă două treimi din pierderea de căldură, restul este convecție și conducție. Casa pasivă folosește ferestre avansate eficiente energetic. Ferestrele sigilate cu geam dublu, cu 1 cameră (două pahare) sau cu 2 camere (trei pahare), sunt umplute cu argon sau kripton cu conducție scăzută de căldură cu un distanțier cald (polimer sau plastic în loc de metal, care este o punte rece). ). Unul dintre geamurile unității cu geam dublu este acoperit la interior cu un strat selectiv (sticlă I sau sticlă K) care reduce pierderile de radiații. Pentru legare se folosesc profile cu mai multe camere mai calde. De asemenea, ochelarii în unele cazuri sunt întăriți pentru a evita distrugerea în timpul șocului termic. Uneori, pentru o izolare termică suplimentară, pe ferestre sunt instalate obloane, jaluzele sau perdele .

Instalarea rulourilor (rolurilor) vă permite să creșteți rezistența termică a blocului de ferestre cu 20-30% (rezistența la transferul de căldură a unei structuri de rulouri poate fi de 0,18 - 0,27 m 2 K / W).

Majoritatea ferestrelor sunt orientate spre sud (în emisfera nordică) și aduc mai multă căldură în medie iarna decât pierd. Orientarea est și vest a ferestrelor este menținută la minimum pentru a reduce costurile neplăcute ale energiei de supraîncălzire și aer condiționat în timpul verii.

Controlul climei

Astăzi, tehnologia de construcție a caselor pasive nu face întotdeauna posibilă refuzarea încălzirii sau răcirii active, în special în regiunile cu temperaturi constant ridicate sau scăzute sau schimbări bruște de temperatură, de exemplu, în zonele cu climă continentală . Cu toate acestea, o parte organică a casei pasive este sistemul de încălzire, aer condiționat și ventilație, care consumă resurse mai eficient decât în ​​casele convenționale.

Ventilație

În casele obișnuite, ventilația se realizează datorită inducției naturale a mișcării aerului, care de obicei intră în cameră prin fante speciale (uneori prin ventilatoare de ferestre - supape de ventilație de alimentare) în ferestre și este îndepărtată prin sisteme de ventilație pasive situate în bucătării și băi. .

În clădirile eficiente din punct de vedere energetic, se folosește un sistem mai complex: în loc de ferestre cu caneluri deschise, se folosesc ferestre termopan, izolate fonic, iar ventilația de alimentare și evacuare a incintei se realizează central printr-o unitate de recuperare a căldurii. O creștere suplimentară a eficienței energetice se poate obține dacă aerul iese din casă și intră în ea printr-o conductă de aer subterană echipată cu schimbător de căldură . În schimbătorul de căldură, aerul încălzit eliberează căldură aerului rece.

Iarna, aerul rece intră în conducta de aer subterană, este încălzit acolo de căldura pământului și apoi intră în schimbătorul de căldură . În recuperator, aerul menajer epuizat încălzește aerul proaspăt care intră și este aruncat în stradă. Aerul proaspăt încălzit care intră în casă are ca rezultat o temperatură de aproximativ 17 °C.

Vara, aerul cald, care intră în conducta de aer subterană, se răcește acolo de la contactul cu solul la aproximativ aceeași temperatură. Datorită unui astfel de sistem, condițiile confortabile sunt menținute în mod constant în casa pasivă. Numai ocazional este necesar să folosiți încălzitoare de putere redusă sau aparate de aer condiționat ( pompa de căldură ) pentru un control minim al temperaturii.

Iluminat

Pot fi utilizate blocuri LED .

Cost

În prezent, costul construirii unei case cu economie de energie este cu aproximativ 8-10% mai mare decât media unei clădiri convenționale. Costurile suplimentare de construcție se plătesc în 7-10 ani. În același timp, nu este nevoie să așezați conducte de încălzire a apei în interiorul clădirii , să construiți cazane, rezervoare de stocare a combustibilului etc.

Standarde

În Europa, există următoarea clasificare a clădirilor în funcție de nivelul lor de consum de energie:

• „Clădire veche” (cladiri construite înainte de anii 1970) - au nevoie de aproximativ trei sute de kilowați-oră pe metru pătrat pe an pentru încălzirea lor: 300 kWh / m² pe an.
• „Clădire nouă” (care au fost construite din anii 1970 până în 2000) - nu mai mult de 150 kWh / m² pe an.
• „Casa cu consum redus de energie” (din 2002, construcția de case de un standard mai scăzut nu a fost permisă în Europa) - nu mai mult de 60 kWh / m² pe an.
• "Casa pasiva" - nu mai mult de 15 kWh/m² pe an.
• „Casa cu energie zero” (o clădire din punct de vedere arhitectural de același standard ca o casă pasivă, dar proiectată în așa fel încât să consume doar energia pe care o produce) - 0 kWh/m² pe an.
• „Casa plus energie” sau „casă activă” (o clădire care, cu ajutorul echipamentelor inginerești instalate pe ea: panouri solare, colectoare, pompe de căldură, recuperatoare, schimbătoare de căldură la sol etc., ar produce mai multă energie decât consuma ea însăși). ).

Directiva privind performanța energetică a clădirilor, adoptată de Uniunea Europeană în decembrie 2009 , impune ca toate clădirile noi să fie aproape de neutralitatea energetică până în 2020 . [patru]

În SUA, standardul necesită un consum de energie pentru încălzirea casei de cel mult 1 BTU pe metru pătrat de spațiu.

În Marea Britanie, o casă pasivă trebuie să consume cu 77% mai puțină energie decât o casă convențională.

Din 2007, fiecare casă vândută în Anglia și Țara Galilor trebuie să primească un rating de eficiență energetică. Certificatul de eficiență energetică va fi o parte obligatorie a pachetului de informații pentru casă. Fiecare locuință vândută va fi inspectată de un inspector independent care va evalua eficiența locuinței în ceea ce privește consumul de energie și emisiile de CO 2 .

În Irlanda, o casă pasivă trebuie să utilizeze cu 85% mai puțină energie decât o casă standard și să emită cu 94% mai puțin CO2 decât o casă tipică.

Noile locuințe spaniole din martie 2007 trebuie să fie echipate cu încălzitoare solare de apă pentru a asigura 30% până la 70% din necesarul de apă caldă pe cont propriu, în funcție de locația locuinței și de consumul estimat de apă. Clădirile nerezidențiale (centre comerciale, spitale etc.) trebuie să aibă echipamente fotovoltaice [5] .

În Rusia , există și o serie de documente (decrete, recomandări, decrete, regulamente, reglementări teritoriale) care reglementează consumul de energie al clădirilor și structurilor. De exemplu, VSN 52-86, care definește calculul și cerințele pentru un sistem de alimentare cu apă caldă folosind energie solară.

Distribuție

Până în 2006, peste 6.000 de case pasive, clădiri de birouri, magazine, școli, grădinițe au fost construite în întreaga lume. Majoritatea sunt în Europa .

Într-o serie de țări europene ( Danemarca , Germania , Finlanda , etc.), au fost dezvoltate programe speciale de stat pentru a aduce toate obiectele de dezvoltare regulată la un nivel pasiv condiționat (case cu consum ultra-scăzut - până la 30 kWh/m² per an).

În țările CSI

În Rusia, consumul de energie în locuințe este de 400-600 kWh/an pe metru pătrat. Se preconizează că această cifră va fi redusă cu 45% până în 2020.

Mai multe au fost deja construite la Moscova[ cât? ] clădiri experimentale care utilizează tehnologia casei pasive (cladire rezidențială în Nikulino-2 ). Sistemul de alimentare cu apă caldă a acestei case folosește căldura solului și gazele de evacuare, ceea ce reduce consumul de energie termică cu 32% [1] . Un proiect demonstrativ al unei astfel de case a fost implementat și lângă Sankt Petersburg . A început construcția primului sat de case pasive de lângă Sankt Petersburg.

O casă pasivă demonstrativă a fost construită în Nijni Novgorod folosind colectoare solare , o pompă de căldură , generatoare eoliene verticale și un sistem de schimb de aer cu recuperare .

În Ucraina, prima casă pasivă a fost construită în 2008 [6] Până în prezent,[ clarifica ] Alte 3 case private pasive sunt construite în diferite orașe din Ucraina.

Din 2010, construcția experimentală de case joase eficiente din punct de vedere energetic pentru relocarea locuințelor dărăpănate și dărăpănate a fost finanțată din Fondul pentru Locuințe și Utilități Publice . De la începutul anului 2011, mai multe clădiri eficiente din punct de vedere energetic, cu participarea Fondului, au fost deja construite în diferite regiuni ale Rusiei.

Prima casă pasivă certificată a fost construită în Rusia în 2011 de către Mosstroy-31, după proiectul lui Thomas Knecht. Consumul specific de energie termică pentru încălzire este de 24 kWh/m² pe an. [7]

Ecologie

Cabana medie canadiană produce 5-7 tone de gaze cu efect de seră anual. Casele din SUA produc aproximativ 278 de milioane de tone de gaze cu efect de seră anual. Casele pasive pot reduce semnificativ aceste emisii .

Tehnologiile pasive de construcție pot reduce semnificativ consumul de energie. De exemplu, în anii 1990 în Germania, consumul de energie în sectorul locativ și comunal a scăzut cu 3%. Iar gospodăriile din Marea Britanie consumă aproximativ 30% din energia țării.

Vezi și

• luminează bine
• Clădire verde
• oraș stabil
• casă cu energie scăzută
• Earthship

Note

1. ↑ 1 2 Resin V. I. Metode eficiente de management al economisirii energiei în construcții Copie de arhivă din 14 aprilie 2021 la Wayback Machine // Architecture and Construction of Moscow. 2003. T. 508-509. Nr. 2-3. pp. 7-13.
2. ↑ Casa pasivă - definiție [ ] . passipedia.org . Preluat la 24 iulie 2021. Arhivat din original la 24 iulie 2021. (nedefinit)
3. ↑ Ce este o casă pasivă? [ ] . passipedia.org . Preluat la 24 iulie 2021. Arhivat din original la 24 iulie 2021. (nedefinit)
4. ↑ Solar fotovoltaic ar putea fi standard în noile clădiri europene până în 2020 . Consultat la 9 decembrie 2009. Arhivat din original pe 21 martie 2013. (nedefinit)
5. ↑ Spania cere ca clădirile noi să utilizeze energie solară . Consultat la 12 octombrie 2010. Arhivat din original la 19 decembrie 2010. (nedefinit)
6. ↑ „Casa pasivă din Kiev” în baza de date a Institutului pentru casă pasivă din Darmstadt . Preluat la 28 martie 2022. Arhivat din original la 29 noiembrie 2012. (nedefinit)
7. ↑ Alexei Șciukin. De la o casă termos la o casă de concept . „Expert” nr. 13 (796) (02 apr 2012). Consultat la 2 noiembrie 2012. Arhivat din original pe 5 noiembrie 2012.  (nedefinit)

Literatură

• Gabriel I., Ladener H. Renovarea clădirilor la standardele unei locuințe eficiente energetic = Vom Altbau zum Niedrigenergie und Passivhaus. - S .: BHV-Petersburg , 2011. - S. 478. - ISBN 978-5-9775-0574-1 .

În cataloagele bibliografice	GND : 4521893-6 NKC : ph589581