Al fine di risparmiare risorse naturali ed energetiche, l'umanità ha sviluppato misure globali per isolare gli edifici e portare il livello di isolamento termico a un valore vicino all'assoluto. Questo materiale rivelerà l'essenza di una casa passiva come tipo di abitazione moderna ed economica.
Concetti di passività ed efficienza energetica
La nostra recensione aggirerà l'elenco generalmente accettato di vantaggi e indicatori tecnici. Ad esempio, un edificio è considerato efficiente dal punto di vista energetico se la sua perdita di calore non supera i 10 kWh per metro quadrato durante l'anno, ma cosa dovrebbe dire questo al lettore? Se si ricalcola, una piccola casa (fino a 150 m 2) consuma circa 1,5-2 MW di energia all'anno, che è paragonabile al consumo di energia di un normale cottage in un mese invernale. La stessa quantità viene consumata da 2-3 lampade ad incandescenza da 100 W, accese costantemente per un anno, che equivalgono a 200 m 3 di gas naturale.
Un consumo energetico così basso consente, in linea di principio, di abbandonare l'impianto di riscaldamento della casa, utilizzando il calore emesso da persone, animali ed elettrodomestici per il riscaldamento. Se la casa non richiede costi energetici mirati per il funzionamento degli impianti di riscaldamento (o richiede un minimo insignificante), tale casa viene chiamata passiva. Allo stesso modo, una casa con perdite di calore molto elevate può essere definita passiva, il cui fabbisogno viene soddisfatto dal proprio impianto energetico che funziona con fonti di energia rinnovabile.
Quindi una casa ad alta efficienza energetica non pretende necessariamente di essere passiva, anzi è vero anche il contrario. Si dice attiva la casa che non solo copre il proprio fabbisogno energetico, ma cede qualsiasi tipo di energia alla rete pubblica.
Qual è l'idea principale di una casa passiva
Tutti e tre i concetti di cui sopra sono solitamente combinati: una casa passiva ha il ventaglio più ampio di misure per garantire l’autonomia energetica. Alla fine, nessuno è interessato a testare la propria casa per anni, raggiungendo uno standard di perdita di calore per ricevere un titolo onorifico. È importante che l'interno sia asciutto, caldo e confortevole.
Si ritiene che oggi qualsiasi nuovo edificio dovrebbe essere costruito secondo la tecnologia di una casa passiva, fortunatamente esistono soluzioni tecniche anche per gli edifici a più piani. Ciò non è senza significato: il costo della manutenzione della casa durante il periodo tra le riparazioni è solitamente addirittura superiore ai costi di costruzione.
Una casa passiva, invece, con un investimento iniziale più voluminoso, praticamente non richiede costi per l'intera vita utile, che peraltro supera la vita utile degli edifici convenzionali grazie all'assoluta protezione delle strutture portanti e di recinzione in combinazione con le soluzioni più moderne e tecnologiche per la costruzione e la riparazione.
La principale caratteristica tecnica di una casa passiva può essere definita un circuito continuo di isolamento termico, dalle fondamenta al tetto. Un tale "thermos" trattiene bene il calore, ma non tutti i materiali sono adatti alla sua costruzione.
Materiali per l'isolamento termico
Il polistirene espanso in tali volumi non è applicabile, è combustibile e tossico. In molti progetti questo problema viene risolto con uno strato ignifugo sul pilastro portante e sotto la finitura della facciata, il che porta ad un aumento ingiustificato del prezzo. Anche l'uso di lana di vetro e lana minerale non risolve il problema. Parassiti (insetti e roditori) si insediano attivamente al suo interno, così come nel polistirolo espanso, e la durata del cotone idrofilo è 2-3 volte inferiore a quella della casa passiva stessa.
Un materiale adatto agli scopi di una casa passiva è il vetro espanso. Breve riassunto delle caratteristiche: la più bassa conduttività termica dei materiali di consumo conosciuti, completa compatibilità ambientale grazie all'inerzia del vetro, facile lavorazione e buona capacità di incollaggio. Tra gli svantaggi: il prezzo elevato e la complessità della produzione, ma il materiale vale sicuramente i soldi.
Un materiale meno costoso, ma adatto per isolare una casa passiva è la schiuma di poliuretano. Tecnicamente, tali case non possono essere definite passive, la loro perdita di calore è di 30-50 kWh per metro quadrato all'anno, ma queste cifre sono abbastanza accettabili. Il poliuretano può essere installato come materiale in fogli o applicato mediante intonacatura di calcestruzzo spruzzato.
Tetto e mansarda calda
Un'altra differenza fondamentale tra le case passive è la presenza di un sottotetto non riscaldato o caldo e un isolamento del tetto di alta qualità senza ponti freddi. Con questo approccio si distinguono due limiti di temperatura: sul soffitto del piano superiore e nel tetto stesso. Grazie alla spaziatura della protezione termica, è garantita l'eliminazione della formazione di condensa nell'isolamento del tetto e le perdite di calore sono notevolmente ridotte.
Il soffitto del piano superiore è solitamente realizzato incorniciato su travi di legno, i vuoti sono riempiti con uno strato di lana minerale a media densità di 20-25 cm di spessore. Tutte le cuciture e i giunti sono riempiti con colla speciale o schiuma di montaggio. Particolare attenzione è prestata al dispositivo della cintura protettiva nel punto in cui il sistema di traliccio è supportato sulle pareti.
Una mansarda calda è organizzata secondo il principio del recupero del sistema di ventilazione. I condotti di ventilazione di scarico conducono direttamente al sottotetto stagno, da dove vengono scaricati attraverso un unico foro con deflusso forzato. Spesso questo canale è dotato di un recuperatore di calore che trasferisce parte del calore dall'aria di scarico all'aria di mandata.
Finestre, porte e altre perdite
Con le finestre per una casa passiva tutto è semplice: devono essere di alta qualità e devono essere certificate per l'utilizzo nel settore del risparmio energetico. Sono considerati segni di idoneità del prodotto le vetrate isolanti a due o più camere a gas, i vetri bassoemissivi di diverso spessore e la doppia giunzione della vetrata isolante al profilo, sigillata con nastro di gomma. Per le porte è importante il riempimento a nido d'ape e la presenza di un doppio portico su tutto il perimetro. È altrettanto importante seguire le regole per l'installazione e la protezione delle giunzioni.
Una casa passiva ha le proprie caratteristiche di progettazione delle fondamenta. Per proteggere la struttura del calcestruzzo, questo viene idrofobizzato mediante iniezione e inoltre protetto da uno strato esterno di rivestimento impermeabilizzante. L'isolamento arriva fino all'intera profondità della fondazione, quindi il seminterrato diventa la seconda zona cuscinetto dopo il sottotetto caldo.
Alimentazione della casa passiva
Solitamente la casa passiva non fornisce gas, per gli usi domestici e il riscaldamento è sufficiente una rete elettrica monofase. Con i riscaldatori elettrici tutto è semplice: quanti kilowatt vengono investiti in casa, tanto ne rimane, l'efficienza è quasi del 99%, a differenza delle caldaie a gas.
Ma la rete elettrica come unica fonte di approvvigionamento energetico presenta molti svantaggi, che risiedono principalmente nell'inaffidabilità del collegamento. Spesso le case sono dotate di una rete elettrica abbastanza complessa, compreso un generatore di emergenza con avvio automatico, oppure utilizzano un parco batterie o pannelli solari come backup.
Il riscaldamento dell'acqua domestica viene solitamente effettuato tramite collettori solari, prevalentemente sotto vuoto. In generale, le fonti energetiche autonome sono piuttosto diverse, tra le varietà è possibile scegliere la soluzione ottimale per oggetti con condizioni diverse.
Calcola il costo approssimativo della costruzione di una casa ad alta efficienza energetica utilizzando il calcolatore di costruzione.
Cos’è una casa efficiente dal punto di vista energetico?
Questa è una casa dove:
Il rispetto delle condizioni di cui sopra garantisce un consumo energetico basso e bassissimo in casa. In Germania, vengono considerati buoni indicatori di una casa ad alta efficienza energetica quando non vengono consumati più di 1,5 ... 3 litri di carburante standard per 1 m2 di superficie riscaldata all'anno, cioè. non più di 15...30 kWh/m² all'anno.
Secondo la teoria degli scienziati tedeschi, ogni località ha le proprie fonti rinnovabili naturali specifiche (per questa località) che, in caso di basso consumo energetico, possono sostituire completamente le fonti energetiche tradizionali e garantire una vita confortevole in casa.
Il basso consumo energetico domestico consente di utilizzare fonti energetiche rinnovabili dell'ambiente. Allo stesso tempo, le fonti energetiche possono essere di vario tipo: energia geotermica della Terra, energia solare, energia eolica, energia idrica. Nella zona costiera, ad esempio, turbine eoliche e centrali mareomotrici. Nelle zone montuose: turbine eoliche e sistemi geotermici. In terreno pianeggiante: impianti geotermici, solari, ecc. Tale utilizzo dell'ambiente è rispettoso dell'ambiente, garantisce la sicurezza dell'ambiente e, soprattutto, garantisce l'indipendenza dai prezzi sempre crescenti delle risorse energetiche.
Nonostante il costo elevato delle apparecchiature necessarie per produrre calore da fonti energetiche rinnovabili, queste stanno diventando competitive con le apparecchiature tradizionali funzionanti a gas, elettricità, legna e carbone, poiché i costi operativi attuali sono minimi e praticamente non dipendono dall'aumento dei prezzi. Inoltre, recentemente il costo di queste apparecchiature, che nel recente passato era fantastico, è notevolmente diminuito e continua a diminuire ogni anno.
Costruzione di singoli edifici residenziali bassi ad alta efficienza energetica in Russia
Attualmente, le singole case basse ad alta efficienza energetica per la maggior parte della popolazione russa sono un sogno irrealizzabile. Esemplari singoli, costruiti di recente, ad un costo (più di 100 mila rubli / m2) superano significativamente il costo delle case ordinarie, calcolato secondo gli standard vigenti in Russia.
Gli specialisti di InterStroy LLC sono stati incaricati di sviluppare un progetto e costruire un prototipo di un edificio basso individuale ad alta efficienza energetica ad un costo non superiore al costo medio di una normale casa di campagna (circa non più di 60 mila rubli / m2).
In futuro, sulla base dei risultati del monitoraggio delle proprietà operative dell'edificio in costruzione, si prevede di continuare a ottimizzare i costi e ridurre i costi di costruzione di un altro 10-15%. Tale condizione è necessaria per la realizzazione della costruzione in massa di case di questa classe in aree con risorse energetiche limitate (mancanza di elettricità, gas).
Preselezione delle principali soluzioni architettoniche e tecniche
Prima dell'adozione della versione principale del "progetto pilota" di un singolo edificio residenziale basso, gli specialisti del Passive House Institute LLC hanno analizzato diverse opzioni per soluzioni di pianificazione e progettazione, nonché effettuato calcoli preliminari per la selezione di tipologie di isolanti e relativi spessori.
Per ridurre il costo della casa, è stata adottata una pianta rettangolare, che ha permesso di ridurre al minimo il volume delle pareti esterne per unità di superficie dell'edificio.
Particolare attenzione è stata posta nella scelta del disegno delle pareti esterne. Come risultato del confronto di vari materiali (mattoni, blocchi di schiuma, telaio in legno, ecc.), si è deciso di utilizzare strutture monolitiche in cemento armato come strutture portanti e di recinzione. Le pareti di cemento hanno una struttura densa, che consente di eseguire in modo più efficiente la necessaria sigillatura del volume interno, necessaria per controllare e controllare lo scambio d'aria al fine di ridurre al minimo le perdite di calore e massimizzare la ritenzione di calore (fino all'80%). Fornisce inoltre un'elevata capacità portante con spessori minimi, il che riduce significativamente il volume delle strutture e riduce i costi e i tempi di lavoro.
Come riscaldatore, tra l'enorme varietà di materiali presentati oggi (duri, morbidi, minerali, sintetici, "soffianti", ecc.), una nuova generazione di lastre isolanti in lana minerale prodotte dall'azienda "SAINT-GOBAIN". Inoltre, è stato raggiunto un accordo sullo sviluppo congiunto con l'azienda "SAINT-GOBAIN" punti di attacco dell'isolante (spessore 400 mm o più) alla superficie di calcestruzzo delle pareti esterne.
Esterno dell'edificio
Decisioni progettuali di base dell'edificio
Soluzioni architettoniche e progettuali
Gli architetti hanno adottato un concetto modulare di pianta dell'edificio, grazie al quale è possibile realizzare l'accostamento dei moduli in diverse direzioni.
Il modulo è un quadrato di dimensioni interne di 9,6×9,6 metri con una superficie totale di circa 90 m². La forma quadrata è stata adottata per ridurre il consumo di materiale delle costose pareti esterne per 1 m2 di superficie.
La disposizione modulare consente di costruire case con una superficie di 90 m², 135 m², 180 m², 225 m², 270 m², ecc.
Fondazione
La fondazione è realizzata sotto forma di una lastra monolitica in cemento armato di 300 mm di spessore, le pareti del seminterrato sono realizzate in cemento armato monolitico di 150 mm di spessore.
Strutture murarie dei piani primo, secondo e terzo
Le pareti esterne sono portanti, realizzate in cemento armato monolitico di spessore 150 mm, seguito da isolamento in lana minerale, con finitura esterna con facciate ventilate e facciate parzialmente intonacate. Le pareti interne, ad eccezione di due pareti delle scale e della prima parete del pozzo di comunicazione, possono essere realizzate con qualsiasi materiale murario su richiesta del cliente (mattoni, blocchi maschio-femmina, cartongesso, ecc.).
Sovrapposizioni
Soffitti interpiano - cemento armato monolitico senza travi, spessore 160 mm, sostenuto da muri esterni, pilastri di scale e un pozzo di comunicazione. Un soffitto monolitico con un'ampia campata consente agli architetti, durante la progettazione di un interno, di realizzare qualsiasi layout individuale e soddisfare le richieste più rigorose dei clienti.
Tetto
La copertura viene accettata come in parte inutilizzata con raggio ad unica falda arrotondata con scarico interno ed in parte utilizzata con pendenza piana. L'isolamento del tetto radiale è realizzato con pannelli di lana minerale ISOVER di 600 mm di spessore. Isolamento del tetto piano - 450 mm di polistirene espanso estruso. Sono state prese varie decisioni per mostrare la possibilità di utilizzare vari tipi di tetto in questo progetto (sia piani che complessi con contorno curvo, nonché vari tipi di tetti a una, due, quattro falde).
Involucro termico dell'edificio
L'isolamento dell'edificio inizia dal basamento sotto la platea di fondazione con un isolante in polistirene espanso estruso di spessore 300 mm. Successivamente, le pareti del seminterrato sono isolate con isolamento XPS di 350 mm di spessore. Le pareti esterne sono isolate con pannelli di lana minerale di spessore 400 mm. Per l'isolamento di tetti, parapetti e cornicioni vengono utilizzati riscaldatori a basso peso volumetrico, sia densi che sfusi (polistirene espanso estruso, ISOVER, ecc.). La scelta di vari materiali isolanti termici è dovuta al fatto che le strutture che operano in condizioni diverse (fondamenta, pareti del seminterrato, pareti esterne, copertura) sono soggette a isolamento.
Per fissare l'isolamento semirigido sulle pareti sono state sviluppate 2 varianti dei sottosistemi di facciata ventilata e "umida". Un sottosistema è costituito da travi a I in OSB, installate verticalmente, con riempimento dello spazio tra le capriate con isolamento ISOVER. Il secondo è costituito da staffe metalliche e barre di legno, realizzate a forma di telaio, riempite con isolante ISOVER. Insieme alla società Saint-Gobain è in corso lo sviluppo di altri tipi di sottosistemi unificati al fine di ridurne i costi e migliorarne le caratteristiche (per la possibilità di fissare isolanti con uno spessore di 400 mm, 500 mm o più).
Vetri e porte esterne
Dato che il calcolo termico della casa sperimentale è stato effettuato secondo gli standard tedeschi, agli architetti è stato affidato un compito difficile. Durante la progettazione delle vetrate della casa, si è tenuto rigorosamente conto dell'orientamento della casa rispetto ai punti cardinali. La vetratura minima è presa sul lato nord, la massima - su sud. Nella calda estate sulla facciata della casa è previsto un sistema automatico di protezione solare. Per ridurre la perdita di calore è previsto un ingresso. Le finestre e le porte utilizzate devono soddisfare i seguenti requisiti di progetto: Ro = 1,19 - 1,20 (m & sup2 C) / W.
Elementi decorativi esterni delle facciate
Esistono varie soluzioni tecniche che permettono di eliminare il problema del congelamento attraverso questi elementi. Tuttavia, sono spesso costosi e il loro utilizzo in edilizia comporterà un aumento eccessivo del prezzo. Pertanto, in questo progetto, gli elementi di finitura della facciata sono varie combinazioni tra facciata ventilata e intonaco di facciata esterna. Le varietà di questi materiali attualmente disponibili sul mercato delle costruzioni consentono di soddisfare il gusto del cliente più esigente.
Una sapiente combinazione di diversi tipi di finitura delle facciate ventilate, l'uso di diversi colori della verniciatura esterna delle sezioni delle pareti, nonché l'uso di diverse strutture del tetto consente agli architetti di offrire ai clienti un'ampia varietà di case diverse tra loro altro.
Disposizione interna
Tutte le stanze con il massimo soggiorno di persone sono concentrate sul lato sud, dove è possibile la massima vetratura. I locali ad uso tecnico-domestico sono ubicati prevalentemente sul lato nord, dove le vetrate esterne sono assenti o minime. Si è deciso di abbandonare i locali con doppia luce, a causa di un notevole peggioramento delle prestazioni termiche dell'edificio.
Attrezzature di ingegneria a casa
Fornitura d'acqua
C'è un pozzo sul sito. Il pozzo provvede a tutte le necessità della casa. L'automazione del controllo della pompa e tutte le apparecchiature di approvvigionamento idrico si trovano in un pozzo attrezzato sopra la testa pozzo.
All'interno dell'edificio, al piano interrato, è prevista un'unità di ingresso, dotata delle necessarie valvole di intercettazione, filtri fini dell'acqua e contatori dell'acqua.
L'acqua calda viene riscaldata congiuntamente utilizzando una pompa di calore e collettori solari e, in caso di guasto di uno dei sistemi, il riscaldamento viene fornito utilizzando una fonte di riserva (in questo progetto, una caldaia a gas).
In caso di guasto della pompa, la casa fornisce una fornitura di emergenza di acqua potabile per un importo di 1000 litri.
Grondaie e fognature temporalesche
La copertura è costituita da una parte piana con superficie di circa 45 m² e da un capannone con pendenza variabile - 75 m². Su un tetto piano, il flusso dell'acqua viene effettuato lungo le pendenze verso gli imbuti situati negli angoli dell'edificio. Su un tetto spiovente il flusso dell'acqua viene effettuato anche lungo le pendenze fino agli imbuti di scarico posti nei punti più bassi negli angoli dell'edificio.
Tutta la pioggia deviata e l'acqua di fusione vengono convogliate nei pozzetti di drenaggio del drenaggio delle pareti della casa.
È possibile utilizzare gli scarichi interni su tetto piano con cisterna di accumulo dell'acqua piovana nel seminterrato o cisterna interrata (ad uso irrigazione).
Rete fognaria
Il progetto prevede due tipologie di fognature:
1. Per il seminterrato è previsto un sistema di fognatura a pressione utilizzando l'installazione SOLOLIFT (per un bagno, docce e uno scarico per la raccolta dell'acqua dal pavimento della lavanderia e della sauna) e una pompa di drenaggio (per il pompaggio dell'acqua dalla fossa di il locale tecnico durante il funzionamento).
2. Per il resto della casa è prevista una fognatura a gravità con un montante verticale nel vano tecnologico, un tratto orizzontale sotto il soffitto del seminterrato e uno scarico dall'edificio nel seminterrato ad un'altezza di 1 m dal pavimento finito.
La fogna a gravità porta i rifiuti domestici in una fossa settica. La fossa settica del marchio "Tver", prevista in questo progetto, si trova a 3 metri dal muro settentrionale della casa.
Riscaldamento
Inizialmente, questo progetto si era posto l'obiettivo di utilizzare fonti di calore rinnovabili, non tradizionali e rispettose dell'ambiente. Era consuetudine utilizzare pompe di calore (sfruttando il calore geotermico della Terra) e collettori solari che utilizzavano l'energia solare come fonte di energia. Il calore generato da questi impianti, secondo i calcoli di ENSO INTERNATIONAL Company LLC, è sufficiente per riscaldare l'acqua e fornire calore alla casa durante tutto l'anno. Dato che la perdita di calore di una casa ad alta efficienza energetica è molto inferiore rispetto a quella di una casa normale, la potenza richiesta degli impianti termici non supera i 10 kW.
Garantire il prelievo di tale potenza è possibile da due pozzi con una profondità totale di circa 200 m (50 W da ogni metro lineare di pozzo per 200 metri = 10 kW).
Come centrale elettrica di riserva è stata adottata una caldaia a gas (sono possibili anche altri tipi di centrali elettriche: caldaie a legna, carbone, gasolio, elettricità, ecc.).
Il progetto di riscaldamento con l'ausilio del funzionamento combinato di una pompa di calore e di un collettore solare è stato realizzato da ENSO INTERNATIONAL LLC.
In questo progetto viene proposto un sistema modulare per il riscaldamento e l'acqua calda TIRRO con scambiatore di calore e funzione geotermica (orizzontale o verticale). "raffreddamento libero" nel periodo estivo.
Si propone l'installazione dei collettori solari su apposite staffe su un tetto piano sul lato sud o sud-ovest dell'edificio. La loro area è determinata durante il processo di progettazione, sulla base di considerazioni architettoniche e ingegneristiche. Il calore solare in estate verrà utilizzato per riscaldare il terreno nel luogo di installazione dello scambiatore di calore geotermico, nonché per riscaldare l'acqua della piscina e l'acqua per l'irrigazione delle piante. In inverno una parte del calore a bassa temperatura verrà utilizzata per riscaldare la pompa di calore.
Prevede inoltre il riscaldamento dell'aria attraverso il sistema di ventilazione in inverno, ed il raffrescamento in estate. Mentre la pompa di calore riscalda l'acqua, il terreno verrà raffreddato sull'altro lato della pompa nel circuito evaporativo (collettore situato nel terreno), aumentando l'efficienza di raffreddamento in modalità "raffreddamento libero".
Ventilazione
Questo progetto della casa prevede la ventilazione forzata utilizzando unità di ventilazione di mandata e di estrazione con recupero di calore. L’uso della ventilazione forzata presenta sia vantaggi che svantaggi.
Gli svantaggi di questo sistema, rispetto alla ventilazione naturale, sono:
Il vantaggio è la possibilità di una pulizia di alta qualità dell'aria fornita, che è un indicatore importante per la salute delle persone, in particolare di quelle che soffrono di malattie allergiche e polmonari. La purezza dell'aria circostante, sia in città che in campagna, lascia molto a desiderare. In città: fuliggine, gas di scarico delle automobili, ecc. Nelle zone rurali - microparticelle di piante da fiore che causano malattie allergiche, ecc.
Il controllo e la gestione del ricambio d'aria consentono di fornire in ogni stanza, a seconda della situazione, la fornitura di una quantità sufficiente di aria, rispettivamente, e di ossigeno, che migliora qualitativamente il funzionamento del corpo umano, in particolare del cervello.
La capacità di recuperare il calore dall'aria di scarico garantisce un notevole risparmio nel consumo energetico. I moderni impianti di recupero permettono di recuperare fino al 90% del calore emesso dall'abitazione insieme all'aria nei tradizionali sistemi di ventilazione naturale. Ciò consente di ridurre significativamente i costi operativi per il riscaldamento e garantisce notevoli risparmi di budget.
Per garantire la ventilazione della casa in caso di interruzione di corrente, è previsto un sistema di ventilazione naturale. Per garantirne il funzionamento e la possibilità di circolazione dell'aria, sono previste finestre con modalità di microventilazione.
Per rimuovere i gas di scarico dalla caldaia a gas, che è una fonte di calore di riserva, viene fornito un camino separato con accesso al tetto. La presa d'aria per il funzionamento della caldaia viene effettuata dalla strada e non dai locali.
Elettricista
Secondo le condizioni tecniche, sul sito in cui verrà costruita la casa sono stati assegnati 10 kW di elettricità. L'abitazione è collegata da un quadro elettrico di distribuzione installato su palo dell'illuminazione.
La casa ha il proprio centralino. Viene fornito uno stabilizzatore di tensione. Il cablaggio orizzontale delle linee di cavi viene effettuato sul soffitto (in canaline per cavi, passerelle, in tubi in HDPE). Cablaggio verticale delle linee dei cavi del piano di alimentazione - nel vano tecnologico nel canale dei cavi, nonché nascosto lungo le pareti, nella trincea, seguito da intonacatura e verniciatura. Per collegare l'apparecchiatura viene adottata una linea elettrica separata.
L'alimentazione di riserva viene fornita da un piccolo generatore diesel, che garantisce il funzionamento delle apparecchiature di ingegneria in caso di arresto di emergenza. Il collegamento e il funzionamento del generatore avvengono automaticamente ed è progettato per 8-10 ore di funzionamento ininterrotto. Durante questo periodo, tutti i sistemi di ingegneria devono essere commutati in una modalità speciale o spenti (a seconda dello scopo di questa o quella apparecchiatura).
messa a terra
La casa è dotata di messa a terra, adottata dalle norme e dai regolamenti edilizi.
Protezione contro i fulmini
In casa, per proteggersi dai fulmini in estate, è prevista una protezione contro i fulmini, conforme ai requisiti di sicurezza vigenti in Russia.
Costi e benefici operativi
casa ad alta efficienza energetica
Dato il continuo aumento dei prezzi dei servizi pubblici e delle risorse energetiche in Russia, le case di questa classe rendono molto più facile per i proprietari sopravvivere ai crescenti costi degli alloggi e dei servizi comunali.
L'aumento dei prezzi dell'elettricità e del gas presentato di seguito, per non parlare dell'aumento del costo dell'acqua calda, della manutenzione e del funzionamento delle abitazioni, dimostra che è molte volte superiore all'aumento statistico dello stipendio del lavoratore russo medio. Nel caso in cui le dinamiche esistenti di aumento dei prezzi degli alloggi e dei servizi comunali e la crescita dello stipendio medio continuino per diversi anni, il pagamento delle utenze costituirà una spesa significativa, e forse la principale, nel bilancio dei comuni cittadini russi .
Dinamica della crescita effettiva dei prezzi del gas e dell'elettricità
dal 2004 al 2014 e, in caso di mantenimento delle dinamiche esistenti
crescita dei prezzi, per il periodo dal 2014 al 2024.
Secondo i calcoli preliminari, i costi generali aggiuntivi di costruzione per garantire l'efficienza energetica dell'edificio e i costi per l'utilizzo di moderne e costose attrezzature ingegneristiche che utilizzano fonti energetiche alternative, alle tariffe attuali, sono giustificati già in 5-6 anni di funzionamento. Tenendo conto del previsto aumento delle tariffe, nel prossimo futuro il periodo di rimborso potrebbe essere ridotto a 2 anni.
Una valutazione dei costi di riscaldamento per una casa convenzionale con un consumo energetico di circa 150 kWh/m² anno e una casa ad alta efficienza energetica di 25-30 kWh/m² anno consente di concludere che i costi delle varie tipologie di risorse energetiche (gas, elettricità, ecc.) quando si gestisce una casa ad alta efficienza energetica si riducono di 5-6 volte e, nel caso in cui le tariffe continuino a crescere, come evidenziato negli ultimi 10 anni, risparmiare solo sul riscaldamento aiuterà a risparmiare sul budget.
Di seguito sono riportati i costi di riscaldamento per una casa convenzionale con un consumo energetico di 150 kWh/m² anno e una casa ad alta efficienza energetica con un consumo energetico di 28 kWh/m² anno con la stessa superficie di 300 m² ciascuna, e utilizzando diverse tipologie di centrali elettriche (caldaia elettrica, pompa di calore, caldaia a gas).
Spese per il funzionamento di una caldaia elettrica, rubli / anno
Spese per il funzionamento di una caldaia a gas, rubli / anno
| Anno | casa ordinaria | casa ad alta efficienza energetica |
|---|---|---|
| 2024 | 116 545 | 21 755 |
| 2019 | 45 556 | 8 504 |
| 2014 | 27 303 | 5 097 |
| 2009 | 10 062 | 1 878 |
| 2004 | 5 966 | 1 114 |
In custodia
Nel processo di progettazione di una casa ad alta efficienza energetica, ingegneri e architetti di InterStroy LLC hanno studiato esperienza lavorativa, consultandosi con specialisti, organizzazioni sia nazionali che straniere che lavorano in questa direzione. Molti dei risultati e delle raccomandazioni degni di attenzione sono stati implementati nello sviluppo di un singolo edificio residenziale basso della serie "IS-33e".
La costruzione di case ad alta efficienza energetica in Russia è nella fase iniziale del suo sviluppo. Nel processo di lavoro su questo progetto, è diventato evidente che le conquiste moderne, le soluzioni tecnologiche e tecniche da noi utilizzate sono solo una piccola parte di ciò che viene attualmente utilizzato in paesi stranieri.
Abbiamo pianificato molto lavoro sullo studio e sull'implementazione degli sviluppi nazionali ed esteri che si adattano in modo ottimale alle condizioni climatiche della Russia.
InterStroy LLC ha pianificato diverse direzioni per la costruzione di case ad alta efficienza energetica. Di seguito sono riportati alcuni di essi:
.1. Ricerca continua delle soluzioni architettoniche e tecniche più ottimali utilizzando vari tipi di materiali nelle strutture edilizie, sia tradizionali che nuovi materiali più efficienti per ottenere una riduzione del consumo energetico (sotto i 28 kWh/m² anno).
2. Effettuare ulteriori lavori sulla selezione di apparecchiature e sistemi di ingegneria che funzionano con fonti di energia rinnovabile, nonché combinandoli con apparecchiature tradizionali che funzionano con gas, elettricità, gasolio, carbone, legno, ecc.
3. Completare quest'anno la costruzione di un prototipo di una casa individuale di pochi piani ad alta efficienza energetica (28 kWh/m² anno), ad un costo non superiore al costo medio (nella regione di Mosca) di una casa ordinaria.
4. Effettuare in questa struttura (dopo il completamento della costruzione - nei prossimi 2-3 anni) un monitoraggio completo delle prestazioni dei sistemi ingegneristici e delle strutture edilizie, che consentirà:
Il monitoraggio dei dati è necessario per ottimizzare e ridurre i costi di costruzione e i costi successivi. A sua volta, ridurre il costo di una casa ad alta efficienza energetica a un costo paragonabile a quello di una casa normale consentirà a questa casa di prendere il posto che le spetta nel mercato immobiliare.
Ovviamente, per ogni Cliente che non sia indifferente al proprio benessere finanziario in futuro, la scelta di costruire una casa ad alta efficienza energetica sarà la decisione giusta.
La casa a risparmio energetico non è una visione idealizzata della casa del futuro, ma una realtà che sta diventando sempre più popolare oggi. Oggi si chiama casa passiva o eco-casa a risparmio energetico, ad alta efficienza energetica un'abitazione che richiede un minimo di spese per mantenere condizioni di vita confortevoli al suo interno. Ciò si ottiene attraverso decisioni appropriate sul campo e nella costruzione. Quali tecnologie esistono attualmente per le case a risparmio energetico e quante risorse possono risparmiare?
N. 1. Progettazione di case a risparmio energetico
Un'abitazione sarà il più economica possibile se è stata progettata tenendo conto di tutte le tecnologie di risparmio energetico. Sarà più difficile rifare una casa già costruita, più costoso, e sarà difficile ottenere i risultati attesi. Il progetto è sviluppato da specialisti esperti, tenendo conto delle esigenze del cliente, ma bisogna ricordare che l'insieme delle soluzioni utilizzate deve, soprattutto, essere economicamente vantaggioso. Punto importante – tenendo conto delle caratteristiche climatiche della regione.
Di norma, le case in cui vivono permanentemente sono realizzate a risparmio energetico, quindi il compito di risparmiare calore, massimizzare l'uso della luce naturale, ecc. viene prima di tutto. Il progetto dovrebbe tenere conto delle esigenze individuali, ma è meglio se si tratta di una casa passiva il più compatto possibile, cioè più economico da mantenere.
Gli stessi requisiti possono essere soddisfatti varie opzioni. Il processo decisionale congiunto dei migliori architetti, designer e ingegneri ha permesso di creare un casa di legno universale a risparmio energetico(Per saperne di più -). Il design unico combina tutte le offerte convenienti:
- grazie alla tecnologia dei pannelli SIP, la struttura ha un'elevata resistenza;
- un discreto livello di isolamento termico e acustico, nonché l'assenza di ponti freddi;
- la costruzione non richiede il solito costoso impianto di riscaldamento;
- utilizzando i pannelli a telaio, la casa viene costruita molto rapidamente ed è caratterizzata da una lunga durata;
- i locali sono compatti, confortevoli e convenienti durante il loro successivo funzionamento.
In alternativa può essere utilizzato per la realizzazione di muri portanti, isolando la struttura da tutti i lati e ottenendo un grande “thermos”. Usato frequentemente legna come il materiale più rispettoso dell'ambiente.
N. 2. Soluzioni architettoniche per una casa a risparmio energetico
Per risparmiare risorse, è necessario prestare attenzione alla disposizione e all'aspetto della casa. L'abitazione sarà quanto più efficiente possibile dal punto di vista energetico se si tengono conto delle seguenti sfumature:
- posizione corretta. La casa può essere posizionata in direzione meridionale o latitudinale e ricevere diversa radiazione solare. È meglio costruire una casa settentrionale meridionale per aumentare la quantità di luce solare del 30%. Le case meridionali, invece, è meglio costruire in direzione latitudinale per ridurre i costi dell'aria condizionata;
- compattezza, che in questo caso è inteso come rapporto tra la superficie interna ed esterna della casa. Dovrebbe essere minimo e ciò si ottiene attraverso rifiuto di locali sporgenti e decorazioni architettoniche tipo di vetrate. Si scopre che la casa più economica è un parallelepipedo;
- buffer termici che separano gli spazi abitativi dal contatto con l’ambiente. Garage, logge, scantinati e solai non residenziali costituiranno un'ottima barriera all'aria fredda che entra negli ambienti dall'esterno;
- una corretta illuminazione naturale. Grazie a semplici tecniche architettoniche è possibile illuminare la casa con l'ausilio della luce solare per l'80% dell'intero orario di lavoro. Locali, dove la famiglia trascorre la maggior parte del tempo(soggiorno, sala da pranzo, camera dei bambini) è in una posizione migliore sul lato sud, per la dispensa, i bagni, il garage e altri locali ausiliari, c'è abbastanza luce diffusa, quindi possono avere finestre sul lato nord. Finestre rivolte a est nella camera da letto al mattino forniranno una carica di energia e la sera i raggi non interferiranno con il riposo. In estate, in una camera del genere sarà possibile fare a meno della luce artificiale. Quanto a dimensione della finestra, quindi la risposta alla domanda dipende dalle priorità di ciascuno: risparmiare sull'illuminazione o sul riscaldamento. Ottima ricezione - installazione tubo solare. Ha un diametro di 25-35 cm e una superficie interna completamente specchiante: ricevendo i raggi del sole sul tetto di casa, ne conserva l'intensità all'ingresso della stanza, dove vengono diffusi attraverso un diffusore. La luce è così brillante che, una volta installata, gli utenti spesso raggiungono l'interruttore della luce quando lasciano la stanza;
- tetto. Molti architetti consigliano di mantenere i tetti il più semplici possibile per una casa ad alta efficienza energetica. Spesso si fermano alla versione a timpano, e più è piatta, più economica sarà la casa. La neve rimarrà sul tetto spiovente e questo costituisce un ulteriore isolamento in inverno.
Numero 3. Isolamento termico per una casa a risparmio energetico
Anche una casa costruita con tutti gli accorgimenti architettonici necessita di un adeguato isolamento per essere completamente ermetica e non rilasciare calore nell’ambiente.
Isolamento delle pareti
Circa il 40% del calore della casa fuoriesce attraverso le pareti, pertanto, al loro isolamento viene prestata maggiore attenzione. Il metodo di isolamento più comune e più semplice è l'organizzazione di un sistema multistrato. inguainato isolamento, che spesso è lana minerale o polistirene espanso, sulla parte superiore è montata una rete di rinforzo, quindi la base e lo strato principale di intonaco.
Tecnologia più costosa e avanzata - facciata ventilata. Le pareti della casa sono rivestite con lastre di lana minerale e pannelli di rivestimento in pietra, metallo o altri materiali sono montati su un telaio speciale. Tra lo strato isolante e il telaio rimane un piccolo spazio, che svolge il ruolo di “cuscino termico”, non consente all'isolante termico di bagnarsi e mantiene le condizioni ottimali in casa.
Inoltre, al fine di ridurre la perdita di calore attraverso le pareti, vengono utilizzati composti isolanti nella giunzione del tetto, vengono presi in considerazione il restringimento futuro e i cambiamenti nelle proprietà di alcuni materiali con l'aumento della temperatura.
Il principio di funzionamento di una facciata ventilata
Isolamento del tetto
Circa il 20% del calore fuoriesce attraverso il tetto. Per l'isolamento del tetto vengono utilizzati gli stessi materiali delle pareti. Diffuso oggi lana minerale e polistirene espanso. Gli architetti consigliano di realizzare un isolamento termico del tetto non più sottile di 200 mm, indipendentemente dal tipo di materiale. È importante calcolare il carico sulle strutture portanti e sul tetto in modo che l'integrità della struttura non venga violata.
Isolamento termico delle aperture delle finestre
Le finestre rappresentano il 20% della perdita di calore di una casa. Anche se sono migliori delle vecchie finestre in legno per proteggere la casa dalle correnti d'aria e isolare la stanza dagli influssi esterni, non sono l'ideale.
Le opzioni più innovative per una casa ad alta efficienza energetica sono:
Isolamento del pavimento e della fondazione
Attraverso le fondamenta e il pavimento del primo piano si perde il 10% del calore. Il pavimento è isolato con gli stessi materiali delle pareti, ma è possibile utilizzare altre opzioni: miscele termoisolanti sfuse, calcestruzzo espanso e calcestruzzo aerato, calcestruzzo granulare con una conducibilità termica record di 0,1 W/(m°C). È possibile isolare non il pavimento, ma il soffitto del seminterrato, se previsto dal progetto.
È meglio isolare la fondazione dall'esterno, il che aiuterà a proteggerla non solo dal gelo, ma anche da altri fattori negativi, incl. l’influenza delle acque sotterranee, i cambiamenti di temperatura, ecc. Per isolare la fondazione, utilizzare poliuretano spruzzato e schiuma.
N. 4. Recupero di calore
Il calore della casa esce non solo attraverso le pareti e il tetto, ma anche attraverso. Per ridurre i costi di riscaldamento, viene utilizzata la ventilazione di mandata e di scarico con recupero.
recuperatore chiamato scambiatore di calore integrato nel sistema di ventilazione. Il principio del suo lavoro è il seguente. L'aria riscaldata esce dall'ambiente attraverso i condotti di ventilazione, cede il suo calore allo scambiatore di calore, a contatto con esso. L'aria fresca e fredda proveniente dalla strada, passando attraverso lo scambiatore di calore, si riscalda ed entra in casa a temperatura ambiente. Di conseguenza, le famiglie ricevono aria fresca e pulita, ma non perdono calore.
Tale sistema di ventilazione può essere utilizzato insieme alla ventilazione naturale: l'aria entrerà forzatamente nella stanza ed uscirà a causa del tiraggio naturale. C'è un altro trucco. L'armadio di aspirazione dell'aria può essere spostato lontano dalla casa di 10 metri e il condotto viene interrato a una profondità di congelamento. In questo caso, anche prima dello scambiatore di calore, l'aria verrà raffreddata in estate e riscaldata in inverno a causa della temperatura del suolo.
N. 5. Casa intelligente
Per rendere la vita più confortevole e allo stesso tempo risparmiare risorse, puoi e tecnologia grazie al quale già oggi è possibile:
N. 6. Riscaldamento e fornitura di acqua calda
sistemi solari
Il modo più economico ed ecologico per riscaldare una stanza e riscaldare l'acquaè usare l'energia del sole. Forse ciò è dovuto ai collettori solari installati sul tetto della casa. Tali dispositivi possono essere facilmente collegati al sistema di riscaldamento e fornitura di acqua calda della casa e Il loro principio di funzionamento è il seguente.. Il sistema è costituito dal collettore stesso, dal circuito di scambio termico, dal serbatoio di accumulo e dalla stazione di regolazione. Nel collettore circola un liquido di raffreddamento (liquido), che viene riscaldato dall'energia del sole e cede il calore attraverso lo scambiatore di calore all'acqua nel serbatoio di accumulo. Quest'ultimo, grazie al buon isolamento termico, è in grado di mantenere a lungo l'acqua calda. In questo sistema è possibile installare un riscaldatore di riserva, che riscalda l'acqua alla temperatura richiesta in caso di tempo nuvoloso o di durata insufficiente del sole.
I collettori possono essere piatti e aspiranti. Quelli piatti sono una scatola chiusa con vetro, al suo interno c'è uno strato con tubi attraverso i quali circola il liquido di raffreddamento. Tali collettori sono più durevoli, ma oggi vengono sostituiti da quelli sottovuoto. Questi ultimi sono costituiti da numerosi tubi, all'interno dei quali è presente uno o più tubi con liquido di raffreddamento. C'è un vuoto tra il tubo esterno e quello interno, che funge da isolante termico. I collettori sottovuoto sono più efficienti, anche in inverno e con tempo nuvoloso, mantenibili. La durata di servizio dei collezionisti è di circa 30 anni o più.
Pompe di calore
Pompe di calore utilizzare il calore a basso potenziale dell’ambiente per riscaldare la casa, incluso calore dell'aria, del sottosuolo e anche secondario, ad esempio proveniente da una tubazione del riscaldamento centrale. Tali dispositivi sono costituiti da un evaporatore, un condensatore, una valvola di espansione e un compressore. Tutti sono collegati da una tubazione chiusa e funzionano secondo il principio di Carnot. In poche parole, una pompa di calore è simile nel funzionamento a un frigorifero, solo che funziona al contrario. Se negli anni '80 del secolo scorso le pompe di calore erano una rarità e addirittura un lusso, oggi in Svezia, ad esempio, il 70% delle case vengono riscaldate in questo modo.
Caldaie a condensazione
Biogas come combustibile
Se si accumulano molti rifiuti agricoli organici, allora puoi costruire bioreattore per la produzione di biogas. In esso, la biomassa viene lavorata da batteri anaerobici, con conseguente formazione di biogas, costituito dal 60% di metano, dal 35% di anidride carbonica e dal 5% di altre impurità. Dopo il processo di pulizia, può essere utilizzato per il riscaldamento e l'acqua calda sanitaria. I rifiuti riciclati vengono trasformati in ottimo fertilizzante da utilizzare nei campi.
N. 7. Fonti di elettricità
Una casa a risparmio energetico dovrebbe e preferibilmente dovrebbe riceverla da fonti rinnovabili. Ad oggi sono state implementate molte tecnologie a questo scopo.
generatore eolico
L'energia eolica può essere convertita in elettricità non solo dalle grandi turbine eoliche, ma anche da mulini a vento compatti "domestici".. Nelle zone ventose, tali impianti sono in grado di fornire completamente elettricità a una piccola casa; nelle regioni con basse velocità del vento, sono meglio utilizzati insieme ai pannelli solari.
La forza del vento muove le pale del mulino a vento, che fanno ruotare il rotore del generatore elettrico. Il generatore produce una corrente alternata instabile, che viene raddrizzata nel controller. Lì vengono caricate le batterie che, a loro volta, sono collegate agli inverter, dove la tensione continua viene convertita in tensione alternata utilizzata dal consumatore.
I mulini a vento possono avere un asse di rotazione orizzontale e verticale. A costi una tantum, risolvono a lungo il problema dell'indipendenza energetica.
Batteria solare
L’uso della luce solare per la produzione di elettricità non è così comune, ma nel prossimo futuro la situazione rischia di cambiare radicalmente. Il principio di funzionamento della batteria solare molto semplice: una giunzione p-n viene utilizzata per convertire la luce solare in elettricità. Il movimento diretto degli elettroni, provocato dall'energia solare, è elettricità.
I design e i materiali utilizzati vengono costantemente migliorati e la quantità di elettricità dipende direttamente dall'illuminazione. Mentre le più popolari sono varie modifiche celle solari al silicio, ma le nuove batterie a film polimerico, ancora in fase di sviluppo, stanno diventando un'alternativa ad esse.
Risparmio energetico
L'elettricità risultante deve essere in grado di spendere saggiamente. A questo scopo sono utili le seguenti soluzioni:
N. 8. Approvvigionamento idrico e fognario
Idealmente, una casa efficiente dal punto di vista energetico dovrebbe prendere l'acqua da un pozzo situato sotto l'abitazione. Ma quando l’acqua si trova a grandi profondità o la sua qualità non soddisfa i requisiti, tale soluzione deve essere abbandonata.
È preferibile far passare le acque reflue domestiche attraverso un recuperatore e togli loro il calore. Può essere utilizzato per il trattamento delle acque reflue fossa settica, dove la trasformazione sarà effettuata da batteri anaerobici. Il compost risultante è un buon fertilizzante.
Per risparmiare acqua, sarebbe una buona idea ridurre il volume dell’acqua scaricata. Inoltre, è possibile implementare un sistema in cui l'acqua utilizzata nel bagno e nel lavandino viene utilizzata per scaricare la toilette.
N. 9. Cosa costruire una casa a risparmio energetico
Naturalmente, è meglio utilizzare le materie prime più naturali e naturali, la cui produzione non richiede numerose fasi di lavorazione. Questo legno e pietra. È meglio dare la preferenza ai materiali prodotti nella regione, perché in questo modo si riducono i costi di trasporto. In Europa, le case passive iniziarono a essere costruite con prodotti di lavorazione dei rifiuti inorganici. , vetro e metallo.
Se una volta presti attenzione allo studio delle tecnologie di risparmio energetico, rifletti sul progetto di una ecocasa e investi in esso, negli anni successivi il costo di manutenzione sarà minimo o addirittura tenderà a zero.
Tag di ricerca: Fonte foto:Perché nel nostro Paese non vengono quasi costruite case ad alta efficienza energetica? Si scopre che si tratta di vantaggi vaghi, di cui gli sviluppatori a volte non sono nemmeno a conoscenza.
Negli ultimi anni è diventato di moda parlare di efficienza energetica da posizioni diverse. Ma se chiedi a un costruttore esperto una domanda sul perché è necessario costruire una casa ad alta efficienza energetica, forse non troverà immediatamente qualcosa a cui rispondere. Perché?
E tutto perché i vantaggi di tale costruzione sono sfumati, - riflette un membro del Consiglio di esperti del Comitato per la politica abitativa e gli alloggi e i servizi pubblici della Duma di Stato Leonid Zhuravel. - In effetti, al nostro costruttore russo non è sempre chiaro il motivo per cui dovrebbe investire nella costruzione di una casa con caratteristiche di efficienza energetica.
Come interessare un costruttore
Innanzitutto è molto dubbio che riuscirà a venderlo sul mercato a un prezzo più alto: la nostra popolazione non conosce ancora i vantaggi di un edificio a risparmio di risorse. In secondo luogo, è improbabile che sia possibile ottenere benefici dallo Stato: per tali progetti non sono previste né tasse né altre preferenze. È qui che sorge una domanda ragionevole: ma davvero, perché tutto questo?
È a questo bivio, osserva Leonid Zhuravel, che si abbandona la tecnologia progressiva e già ampiamente utilizzata per il risparmio delle risorse energetiche.
Nel frattempo, in Europa è estremamente popolare la filosofia di una "casa passiva", che vive delle proprie risorse interne (riciclaggio dell'acqua, riscaldamento dell'aria fresca utilizzando l'aria di scarico, ecc.). Qui siamo indietro di vent’anni, se non di sempre.
Come interessare gli sviluppatori nazionali a tale costruzione? La decisione suggerisce da sola: il progetto deve essere economicamente sostenibile.
Dove può esserci un vantaggio? - Leonid Zhuravel pone una domanda retorica e risponde a se stesso: - Lei è nella conclusione dei cosiddetti contratti del ciclo di vita. Cioè, la casa deve essere servita dall'organizzazione che l'ha costruita e per tutta la vita dell'edificio. In questo caso, lo sviluppatore potrà ricevere un reddito molto solido proprio nel processo di gestione di un patrimonio immobiliare ad alta efficienza energetica.
Inoltre, in seno a "Business Russia" (dove l'introduzione di standard di efficienza energetica è considerata una delle loro priorità), stanno preparando proposte per vantaggi e preferenze che riceveranno coloro che decideranno di costruire ad alta efficienza energetica. Nota le innovazioni tanto attese.
Si scopre che non è poi così costoso.
Oggi, ed è un dato di fatto, la questione del prezzo diventa decisiva quando si acquista una casa. Sono richiesti alloggi a prezzi accessibili in classe economica. Il mercato si è orientato rapidamente e offre innanzitutto il segmento economico degli immobili. Sembrerebbe, di che tipo di efficienza energetica possiamo parlare qui? Ma si scopre che gli alloggi a prezzi accessibili meritano anche tecnologie di risparmio delle risorse. Un'altra cosa è che gli investimenti finanziari (e, ovviamente, il rendimento su di essi) devono essere calcolati attentamente.
Lo stesso Leonid Zhuravel ha parlato della sua esperienza nella costruzione di un edificio ad alta efficienza energetica:
L'azienda per cui lavoro ha costruito una casa del genere perché noi stessi volevamo vedere se il costo di una costruzione del genere fosse davvero così alto. Abbiamo progettato la casa come una casa di 17 piani, con ingresso singolo, di forma rotonda: così ci hanno consigliato i progettisti: dicono che la casa rotonda è più isolata, sfrutta al massimo l'energia del sole. Una volta completata la costruzione, l'edificio ha mostrato buone prestazioni: consumava metà del calore. Ma la sorpresa più grande era davanti a noi. Quando abbiamo calcolato tutti i costi, è risultato che abbiamo speso solo il 7% in più rispetto alla costruzione di una casa convenzionale.
Leonid Zhuravel è sicuro che se il promotore capisce che durante il funzionamento dell'edificio riceverà completamente i soldi che ha “reinvestito” nella costruzione, allora deciderà più facilmente sulla costruzione di alloggi ad alta efficienza energetica.
La maggior parte del calore filtra attraverso le pareti
Se solo i costruttori fossero coinvolti nella risoluzione del problema dell'efficienza energetica, ciò non porterebbe a nulla, - il direttore dell'impresa statale bielorussa "Institute of Housing - NIPTIS im. S.S. Aptaev" Vladimir Pilipenko. - Qui è necessaria la decisione volitiva dello Stato.
In Bielorussia il problema dell’efficienza energetica viene preso sul serio. Basti dire che in questa repubblica fraterna il 35% di tutta l'energia generata viene spesa per il riscaldamento delle abitazioni e delle strutture sociali e culturali. Pertanto, la questione della conservazione delle risorse per i nostri vicini occidentali non è una frase vuota.
Oggi circa il 70% della perdita di calore avviene attraverso l’involucro dell’edificio, il resto viene disperso attraverso la ventilazione. In teoria sarebbe bello raccogliere e riutilizzare tutta questa energia. Come farlo? In primo luogo, riducendo la perdita di calore attraverso l’involucro dell’edificio. Riciclando le acque reflue. Riducendo la perdita di calore attraverso i blocchi di finestre. E, infine, mediante un dispositivo per l'alimentazione forzata e la ventilazione di scarico (recupero).
Negli edifici moderni, queste misure possono dimezzare il consumo energetico.
Necessitano di sistemi di recupero per grattacieli
Un problema importante di una casa ad alta efficienza energetica è la ventilazione. Dopotutto, una casa del genere è un po' come un thermos, sigillato su tutti i lati, protetto da riscaldatori e finestre di plastica a due camere. E tale “blocco” può portare a conseguenze catastrofiche per la salute.
Come non far uscire il calore così accuratamente custodito attraverso una finestra? Qui non è ancora stato inventato niente di meglio del recupero. Il recupero è una tecnologia in cui l'aria di scarico che esce dall'appartamento riscalda l'aria fresca proveniente dalla strada.
Inutile dire che questa tecnologia non è facile. Inoltre, purtroppo, non disponiamo di capacità nazionali per la produzione di tali apparecchiature. Tuttavia, i recuperatori sono prodotti dalla stessa Bielorussia, quindi per il momento li compriamo lì.
La questione è così grave che non molto tempo fa in Russia è stato creato addirittura un Comitato per il recupero, che si occupa specificamente di tutta la gamma di questioni legate all'introduzione di questa tecnologia. Nell'ambito del comitato è in corso lo sviluppo di una versione domestica dei recuperatori.
L'efficienza energetica non può essere raggiunta senza recupero, - ne è convinto Leonid Zhuravel. - E dovremmo provare a sviluppare una variante per la costruzione di massa. Disponiamo di tali sistemi per i cottage, ma per i grattacieli non sono ancora stati inventati.
Entro il 2020 le perdite di calore dovrebbero essere ridotte del 40%
Non molto tempo fa, il Ministero delle Costruzioni della Federazione Russa ha firmato un ordine sugli standard di consumo energetico. L'edificio dovrebbe consumare 150 kWh per 1 mq. zona m. Secondo la 261a Legge sull'Incrementamento dell'Efficienza Energetica degli Edifici è prevista una graduale riduzione del consumo delle risorse energetiche. Secondo il piano, tale riduzione dovrebbe avvenire in tre fasi: nei prossimi due anni - del 15%, in tre o quattro anni - del 30% ed entro il 2020 - del 40%.
Cosa impedisce l’attuazione delle dinamiche pianificate? In primo luogo, la mancanza di attrezzature ad alta efficienza energetica per la produzione domestica e, in secondo luogo, i costi elevati delle reti di ingegneria con caratteristiche di efficienza energetica.
Al Mosstroy Research Institute, ad esempio, ritengono che sia necessario concentrarsi maggiormente sul miglioramento dell'efficienza energetica delle reti ingegneristiche e non sull'isolamento degli involucri degli edifici. Ci sono anche altre idee.
Insomma, il ghiaccio sembra essersi rotto. Oggi ci sono molte proposte per l'efficienza energetica e da diverse parti: scienziati, costruttori, funzionari. Resta solo da riassumere tutti i più preziosi. E avanti, verso le barricate dell’efficienza energetica e del risparmio delle risorse! Prima che sia finalmente troppo tardi...
Elena MATSEIKO
Al fine di risparmiare risorse naturali ed energetiche, l'umanità ha sviluppato misure globali per isolare gli edifici e portare il livello di isolamento termico a un valore vicino all'assoluto. Questo materiale rivelerà l'essenza di una casa passiva come tipo di abitazione moderna ed economica.
Concetti di passività ed efficienza energetica
La nostra recensione aggirerà l'elenco generalmente accettato di vantaggi e indicatori tecnici. Ad esempio, un edificio è considerato efficiente dal punto di vista energetico se la sua perdita di calore non supera i 10 kWh per metro quadrato durante l'anno, ma cosa dovrebbe dire questo al lettore? Se si ricalcola, una piccola casa (fino a 150 m 2) consuma circa 1,5-2 MW di energia all'anno, che è paragonabile al consumo di energia di un normale cottage in un mese invernale. La stessa quantità viene consumata da 2-3 lampade ad incandescenza da 100 W, accese costantemente per un anno, che equivalgono a 200 m 3 di gas naturale.
Un consumo energetico così basso consente, in linea di principio, di abbandonare l'impianto di riscaldamento della casa, utilizzando il calore emesso da persone, animali ed elettrodomestici per il riscaldamento. Se la casa non richiede costi energetici mirati per il funzionamento degli impianti di riscaldamento (o richiede un minimo insignificante), tale casa viene chiamata passiva. Allo stesso modo, una casa con perdite di calore molto elevate può essere definita passiva, il cui fabbisogno viene soddisfatto dal proprio impianto energetico che funziona con fonti di energia rinnovabile.
Quindi una casa ad alta efficienza energetica non pretende necessariamente di essere passiva, anzi è vero anche il contrario. Si dice attiva la casa che non solo copre il proprio fabbisogno energetico, ma cede qualsiasi tipo di energia alla rete pubblica.
Qual è l'idea principale di una casa passiva
Tutti e tre i concetti di cui sopra sono solitamente combinati: una casa passiva ha il ventaglio più ampio di misure per garantire l’autonomia energetica. Alla fine, nessuno è interessato a testare la propria casa per anni, raggiungendo uno standard di perdita di calore per ricevere un titolo onorifico. È importante che l'interno sia asciutto, caldo e confortevole.
Si ritiene che oggi qualsiasi nuovo edificio dovrebbe essere costruito secondo la tecnologia di una casa passiva, fortunatamente esistono soluzioni tecniche anche per gli edifici a più piani. Ciò non è senza significato: il costo della manutenzione della casa durante il periodo tra le riparazioni è solitamente addirittura superiore ai costi di costruzione.
Una casa passiva, invece, con un investimento iniziale più voluminoso, praticamente non richiede costi per l'intera vita utile, che peraltro supera la vita utile degli edifici convenzionali grazie all'assoluta protezione delle strutture portanti e di recinzione in combinazione con le soluzioni più moderne e tecnologiche per la costruzione e la riparazione.
La principale caratteristica tecnica di una casa passiva può essere definita un circuito continuo di isolamento termico, dalle fondamenta al tetto. Un tale "thermos" trattiene bene il calore, ma non tutti i materiali sono adatti alla sua costruzione.
Materiali per l'isolamento termico
Il polistirene espanso in tali volumi non è applicabile, è combustibile e tossico. In molti progetti questo problema viene risolto con uno strato ignifugo sul pilastro portante e sotto la finitura della facciata, il che porta ad un aumento ingiustificato del prezzo. Anche l'uso di lana di vetro e lana minerale non risolve il problema. Parassiti (insetti e roditori) si insediano attivamente al suo interno, così come nel polistirolo espanso, e la durata del cotone idrofilo è 2-3 volte inferiore a quella della casa passiva stessa.
Un materiale adatto agli scopi di una casa passiva è il vetro espanso. Breve riassunto delle caratteristiche: la più bassa conduttività termica dei materiali di consumo conosciuti, completa compatibilità ambientale grazie all'inerzia del vetro, facile lavorazione e buona capacità di incollaggio. Tra gli svantaggi: il prezzo elevato e la complessità della produzione, ma il materiale vale sicuramente i soldi.
Un materiale meno costoso, ma adatto per isolare una casa passiva è la schiuma di poliuretano. Tecnicamente, tali case non possono essere definite passive, la loro perdita di calore è di 30-50 kWh per metro quadrato all'anno, ma queste cifre sono abbastanza accettabili. Il poliuretano può essere installato come materiale in fogli o applicato mediante intonacatura di calcestruzzo spruzzato.
Tetto e mansarda calda
Un'altra differenza fondamentale tra le case passive è la presenza di un sottotetto non riscaldato o caldo e un isolamento del tetto di alta qualità senza ponti freddi. Con questo approccio si distinguono due limiti di temperatura: sul soffitto del piano superiore e nel tetto stesso. Grazie alla spaziatura della protezione termica, è garantita l'eliminazione della formazione di condensa nell'isolamento del tetto e le perdite di calore sono notevolmente ridotte.
Il soffitto del piano superiore è solitamente realizzato incorniciato su travi di legno, i vuoti sono riempiti con uno strato di lana minerale a media densità di 20-25 cm di spessore. Tutte le cuciture e i giunti sono riempiti con colla speciale o schiuma di montaggio. Particolare attenzione è prestata al dispositivo della cintura protettiva nel punto in cui il sistema di traliccio è supportato sulle pareti.
Una mansarda calda è organizzata secondo il principio del recupero del sistema di ventilazione. I condotti di ventilazione di scarico conducono direttamente al sottotetto stagno, da dove vengono scaricati attraverso un unico foro con deflusso forzato. Spesso questo canale è dotato di un recuperatore di calore che trasferisce parte del calore dall'aria di scarico all'aria di mandata.
Finestre, porte e altre perdite
Con le finestre per una casa passiva tutto è semplice: devono essere di alta qualità e devono essere certificate per l'utilizzo nel settore del risparmio energetico. Sono considerati segni di idoneità del prodotto le vetrate isolanti a due o più camere a gas, i vetri bassoemissivi di diverso spessore e la doppia giunzione della vetrata isolante al profilo, sigillata con nastro di gomma. Per le porte è importante il riempimento a nido d'ape e la presenza di un doppio portico su tutto il perimetro. È altrettanto importante seguire le regole per l'installazione e la protezione delle giunzioni.
Una casa passiva ha le proprie caratteristiche di progettazione delle fondamenta. Per proteggere la struttura del calcestruzzo, questo viene idrofobizzato mediante iniezione e inoltre protetto da uno strato esterno di rivestimento impermeabilizzante. L'isolamento arriva fino all'intera profondità della fondazione, quindi il seminterrato diventa la seconda zona cuscinetto dopo il sottotetto caldo.
Alimentazione della casa passiva
Solitamente la casa passiva non fornisce gas, per gli usi domestici e il riscaldamento è sufficiente una rete elettrica monofase. Con i riscaldatori elettrici tutto è semplice: quanti kilowatt vengono investiti in casa, tanto ne rimane, l'efficienza è quasi del 99%, a differenza delle caldaie a gas.
Ma la rete elettrica come unica fonte di approvvigionamento energetico presenta molti svantaggi, che risiedono principalmente nell'inaffidabilità del collegamento. Spesso le case sono dotate di una rete elettrica abbastanza complessa, compreso un generatore di emergenza con avvio automatico, oppure utilizzano un parco batterie o pannelli solari come backup.
Il riscaldamento dell'acqua domestica viene solitamente effettuato tramite collettori solari, prevalentemente sotto vuoto. In generale, le fonti energetiche autonome sono piuttosto diverse, tra le varietà è possibile scegliere la soluzione ottimale per oggetti con condizioni diverse.
