De ani de zile promovăm construcția de case eficiente din punct de vedere energetic la „Ładny Domu”. Nu există nicio îndoială că energia consumată de locuințe are un impact negativ asupra mediului.
Casa noastră autonomă accesibilă are o cerere aproape nulă de energie din surse neregenerabile, iar cheltuielile mici pentru creșterea standardului energetic garantează disponibilitatea acesteia.
Fundații
Alegerea metodei de înființare a Casei Autonome Accesibile nu este atât de evidentă pe cât pare.
Cea mai populară metodă de fundare a unei case unifamiliale pe picioare de beton, din punct de vedere al rezistenței, funcționează numai atunci când există cel puțin o parte a solului portant la nivelul fundației. Dacă nu este cazul, trebuie să luăm în considerare înlocuirea costisitoare a acestuia sau să alegem o fundație la fel de costisitoare pe piloți sau puțuri.
Cu toate acestea, există o problemă și mai mare, care până acum a fost complet trecută cu vederea de către designeri. Ei bine, fundația tradițională este un radiator mare care transferă la sol căldura care curge din casă prin pereții de la parter și placa din pardoseală. Această situație nu se schimbă nici măcar printr-o izolație foarte bună din exteriorul pereților fundației și de întreaga suprafață a podelei pe sol.
Cu toate acestea, în timp ce în casele „reci”, adică cele construite în conformitate cu cerințele energetice extrem de blânde în vigoare în Polonia (deși recunoscute de legiuitor ca fiind raționale), este posibil să nu fie deosebit de important, în casele cu economie de energie acest lucru un imens pod termic - care este o fundație tradițională - nu poate fi omis.
Prin urmare, dacă nu ne putem permite - datorită costurilor enorme și în continuă creștere ale încălzirii - să construim în conformitate cu „raționalitatea” guvernului și, în special, dacă dorim ca casa să fie accesibilă din punct de vedere economic în ceea ce privește suma cea mai mică a costurilor de construcție și exploatare, atunci plasând-o pe un fondul de ten ar trebui exclus.
Fundație placă. Singura soluție „corectă” este o placă de fundație din beton armat, realizată din izolație termică solidă din plăci de polistiren dur. Un avantaj suplimentar al unei astfel de plăci este că, datorită suprafeței sale mari și, prin urmare, a presiunii scăzute a solului, este posibilă construirea unei case pe ea chiar și pe soluri neportante, care sunt de obicei mai ieftine.
Placa de fundație are un alt avantaj - poate găzdui conducte de încălzire prin pardoseală pe bază de apă, ceea ce va reduce costurile de investiții. În plus, aceleași conducte ne pot oferi aer condiționat confortabil și gratuit vara.
Fundație tradițională cu un pod termic puternic! Să încercăm să determinăm pierderea de căldură prin fondul de ten tradițional. Conform standardului, coeficientul de pierdere a căldurii prin contactul dintre pereții podelei și parterului și peretele fundației este de 0,8 W / (mK). Presupunând că picioarele și pereții fundației (externe și interioare) au o lungime de aproximativ 50 m într-o casă cu o suprafață de parter de 100 m2, obținem valoarea de 0,8 × 50 = 40 W / K; aceasta înseamnă că avem nevoie de până la 3.750 kWh de căldură pe an pentru a acoperi aceste pierderi.
Chiar și pentru casele construite la un standard energetic extrem de consumator de energie (definit în condițiile tehnice pe care clădirile ar trebui să le îndeplinească - contrar faptelor evidente - ca fiind raționale), acest lucru înseamnă aproximativ 13% din cererea totală de căldură pentru încălzire. Prin urmare, este mai mult decât a scăpa de el prin întreg - foarte slab izolat, deși în conformitate cu reglementările - podeaua de la sol.
În casa noastră autonomă accesibilă, cererea totală de căldură pentru încălzire este mai mică decât pierderile prin podul de căldură „fundație”, care sunt piciorul de perete și bandă. Prin urmare, plasarea acestuia în mod tradițional pe bănci nu ar trebui nicidecum folosită aici!
Acumulator de căldură. În casa noastră, avem nevoie de un loc pentru stocarea căldurii solului, obținut vara ca produs secundar al producției de energie electrică în celule PV-T hibride.
Pământul de sub clădire este un loc bun pentru un astfel de container. Datorită temperaturii sale ridicate, putem renunța la stratul de 40 cm de izolație termică a podelei de pe sol, care este profitabil în soluțiile tradiționale, și să ne mulțumim doar cu un strat de polistiren de 15-20 cm plasat sub placa de fundație, ceea ce va împiedica supraîncălzirea încăperilor vara de căldura acumulată sub casă.
Pereții exteriori
Alegerea tipului de perete exterior pentru un ADD este extrem de importantă. În primul rând, deoarece în casele unifamiliale ele reprezintă aproape jumătate din suprafața tuturor pereților despărțitori externi și, prin urmare, sunt responsabili de o parte semnificativă a pierderii de căldură. În al doilea rând - sunt un element important al structurii casei și trebuie să îndeplinească cerințele de rezistență adecvate. Și în al treilea rând - ferestrele și ușile sunt instalate în ele, ceea ce generează cerințe energetice suplimentare (poduri termice) și construcții (de ex. Buiandruguri).
Combinația tuturor acestor cerințe nu este simplă, mai întâi de toate, deoarece materialele cu rezistență structurală ridicată sunt izolatori termici și invers - ceea ce izolează bine, transferă slab sarcinile.
Ceva istorie. Construcția modernă este în mare măsură o încercare de a concilia rezistența și izolarea pereților exteriori. Primele idei au fost, s-ar putea spune, extinse. Două materiale de construcții de bază - lemn și cărămidă - au fost utilizate în exces în ceea ce privește proprietățile lor structurale pentru a proteja mai bine împotriva pierderilor de căldură. Prin urmare, am avut pereți cu grosimea a două cărămizi (50 ÷ 60 cm) și bușteni de lemn (20 ÷ 40 cm), deși din punct de vedere al construcției ar fi putut fi mult mai subțiri.
Apoi au existat soluții sub formă de pereți cu goluri de aer, ambele realizate din cărămidă și lemn (cadru), reducând consumul de materiale și sporind rezistența lor termică.
Aprovizionarea uriașă de energie care caracterizează era industrială nu a oprit căutarea de materiale care ar permite construirea unor case mai calde mai ieftin. În construcțiile din lemn, piața a fost preluată de construcția cadrului ușor și au apărut tot mai multe găuri în cărămidă, adică era cărămizilor goale ceramice.
Betonul a început să concureze cu piața cărămizilor goale și a ceramicii. A apărut betonul spumos, dar și ceramica poroasă, în căutarea unui compromis între capacitatea de izolație și rezistența la compresiune a materialelor de perete. Fiecare dintre materialele pentru construirea pereților exteriori care au apărut a rezolvat o problemă și a câștigat o bucată de piață.
S-au dezvoltat, de asemenea, tehnologiile de izolare și materiale de construcție pentru construirea pereților sandwich. În loc să caute un compromis între izolație și structură, acestea optimizează utilizarea proprietăților structurale și izolatoare din ce în ce mai bune ale fiecăruia dintre aceste materiale.
Un zid pentru Casa Autonomă Accesibilă. Un designer contemporan poate alege dintre zeci de variante ale unui perete exterior, iar fiecare dintre ele este, potrivit vânzătorului, cel mai bun. O alegere rațională a tipului de perete exterior în această situație este foarte dificilă. Este și mai dificil să alegeți tehnologia pentru ADD, datorită presupunerii că singura sursă de energie pentru încălzirea acesteia va fi stocarea căldurii solului sub clădire.
Temperatura solului nu poate depăși 30 de grade C din cauza pierderii de căldură. În consecință, temperatura maximă de alimentare a încălzirii prin pardoseală a apei, care depinde de puterea necesară, determină capacitatea rezervorului de la sol. Dacă dorim să nu depășească 25 de grade C, cererea de energie trebuie să fie la nivelul de 16 W / m2, deci coeficientul de transfer al căldurii pe perete (ținând cont de toate punțile termice!) Nu trebuie să fie mai mare de U = 0,1 W / (m2K). În plus, soluția trebuie să fie cât mai ieftină posibil pentru ca casa să fie economică.
Prin urmare, în considerațiile noastre, am respins inițial pereții cu un singur strat, din cauza incapacității de a elimina complet podurile de căldură la joncțiunea tâmplăriei cu peretele. Avem de ales pereți sandwich.
Este încă o alegere uriașă, dar mai ușoară, deoarece am presupus o grosime maximă a peretelui de 50 cm datorită accesului luminii naturale în camere. Avem de ales între mai multe variante în două tehnologii. Primul este un perete realizat din elemente de dimensiuni mici, iar al doilea - un monolit din beton armat, adică prefabricarea într-o fabrică de case sau la un șantier.
Punct de condensare. Simularea apariției punctului de rouă, adică un loc aproape de suprafața exterioară a peretelui, unde - la o anumită umiditate - vaporii de apă se transformă în apă, au dus la abandonarea tehnologiei de zidire a zidului cu elemente de dimensiuni mici. Acest punct apare la toate pereții despărțitori din materiale poroase. Până acum, cu consumul enorm de energie al clădirilor permis de legea construcțiilor, acest fenomen nu a contat, atâta timp cât cantitatea de umiditate condensată a fost atât de mică încât s-a putut evapora vara. Cu toate acestea, dacă trebuie să construim un perete cu coeficientul U = 0,1 W / (m2K), condensarea vaporilor de apă îl împiedică; umezeala materialului de construcție determină o scădere a performanței sale de izolare.
Prefabricare la șantier. Soluția s-a dovedit a fi ziduri monolitice prefabricate, realizate direct pe amplasament. Au mai multe avantaje unice. Există un strat gros de 5 cm de beton armat din interiorul casei, care permite suspendarea rafturilor și a dulapurilor. În același timp, peretele are o capacitate de căldură suficient de mare pentru a utiliza în mod optim câștigurile solare și de căldură vie.
În ciuda grosimii reduse, placa leagă și rigidizează două stâlpi din beton armat de 7,5 × 15 cm, care sunt dispunerea structurală a casei. Un perete monolitic izolat din exterior cu 25 cm de polistiren cu x = 0,031 W / (mK) permite obținerea U = 0,1 W / (m2K), deoarece nu există un punct de rouă în el. De asemenea, nu există punți de căldură între perete și prelucrarea lemnului (datorită instalării ferestrelor în stratul de izolare) și în locul în care tavanul se află deasupra parterului (datorită utilizării unui strat de polistiren de 25 cm ca cofraj pentru turnarea coroanei).
Peretii genunchiului mansardei. Mansarda din proiectul ADD are un perete longitudinal al genunchiului din beton armat într-un cofraj realizat din polistiren și OSB. Datorită acestei structuri, peretele nu numai că transferă sarcini de pe acoperiș, dar are și un coeficient excelent de U = 0,09 W / (m2K).
Acoperișul și pereții frontaliilor de la mansardă Structura cu
grinzi de guler a acoperișului este izolată cu 30 cm de vată minerală cu coeficientul x = 0,035 W / (mK). Izolația termică este acoperită cu o barieră de vapori din folie reflectorizantă.
Partea sudică a acoperișului. Este destinat obținerii energiei solare. Deoarece presupunem o creștere a costurilor energetice și, în același timp, o dezvoltare rapidă a tehnologiei, acoperișul trebuie adaptat la simpla înlocuire a celulelor cu altele noi, mai eficiente. Soluția pe care o propunem este învelișul OSB (sau similar) cu un sistem de asamblare universal atașat, acoperit cu un capac din poliuretan multistrat. Permite instalarea unui număr de celule hibride adecvate condițiilor economice actuale.
Panta nordică a acoperișului. Are o structură care permite păstrarea unui strat de iarbă și mușchi pe înclinarea acoperișului. Sarcina lor este de a reține și purifica apa de ploaie, precum și apa gri (canalizare din chiuvete, dușuri, căzi și mașini de spălat). Datorită acestor cerințe, partea de nord a acoperișului, precum și acoperișurile de peste garaj, camera hobby și veranda de intrare, sunt realizate în aceeași tehnologie.
Ziduri frontonale mansardate. Au același coeficient de transfer de căldură ca și acoperișul - U = 0,09 W / (m2K). Acestea vor fi realizate în tehnologia unui cadru de lemn ușor umplut cu polistiren și - la fel ca întreaga casă - vor fi izolate din exterior cu un strat de polistiren de 25 cm.
Ferestre verticale și de acoperiș
Selectarea ferestrelor pentru Casa Autonomă, în contextul multifuncționalității lor, este foarte importantă. Ferestrele ar trebui să ne ofere cât mai multă lumină solară posibilă, să protejeze împotriva pierderilor de căldură și să ofere cea mai nedistorsionată vedere a grădinii.
Din păcate, cu cât ferestrele protejează mai bine împotriva pierderilor de căldură, cu atât mai puțină energie solară pătrunde în camere iarna. Prin urmare, înainte de a alege ferestrele, merită comparate:
- pierderile, care depind de coeficientul de transfer de căldură Uw,
- cu câștiguri, care depind de coeficientul de transmisie a energiei solare g.
Calculele simple arată că adesea pentru ferestrele de pe fațadele vestice și estice, și aproape întotdeauna pe fațada sudică, ferestrele scumpe numite pasive de producători au un echilibru de profit și pierdere mai slab decât cele mai ieftine cu o unitate de geamuri cu Ug = 1,1 W / (m2K ) și g = 0,67.
Și dacă adăugăm rulouri la ferestre, care au o serie de funcții suplimentare pe lângă protecția termică, echilibrul profiturilor și pierderilor este și mai favorabil. În plus, seturile de sticlă cu mai multe camere deformează ușor imaginea lumii exterioare, ceea ce limitează utilizarea lor într-o casă cu o grădină frumoasă.
Mai multe despre Casa Autonomă
Tehnologia și construcția Casei Autonome Accesibile sunt elemente extrem de importante ale proiectului descris. Cu toate acestea, alte soluții adoptate, deja descrise de noi (a se vedea link-ul cuvinte și fraze), sunt foarte importante în domeniul:
- instalației electrice cu celule hibride, producând electricitate nu numai pentru nevoile casei, ci și pentru vânzare - vezi AICI
- încălzire - citește AICI,
- răcire și ventilație cu recuperare de căldură - vezi AICI,
- instalații de apă caldă și rece,
- și sisteme de canalizare cu o stație de epurare a apelor uzate la domiciliu și utilizarea apelor uzate gri - vezi AICI.
