Casa pasiva
De la Publicitate Enciclopedica
Cuprins
|
“Casa pasiva”
Cadrul general
Ca rezultat al crizei energetice din anii ’70, multe tari europene au emis legislatii speciale privind, intre altele, termoizolatia cladirilor. Germania este, de exemplu, una din tarile in care aceasta directie s-a dezvoltat cel mai bine. Astfel, scopul initial al legislatiei din aceasta tara era de a limita pierderea de energie termica la o valoare maxima de 180 kWh/m2/an (referindu-ne aici si in continuare la m2 suprafata locuibila). Acest plafon a fost coborit, in 1995, la 100 kWh/m2/an. Recent, politica adoptata s-a schimbat, atentia trecand de la diminuarea pierderilor de caldura prin termoizolatii catre economisirea de energie, luand, de asemenea, in considerare nu numai caldura ci si costurile de functionare a sistemului de incalzire/climatizare. S-a ajuns la elaborarea unor standarde pentru asa-numitele “cladiri de energie redusa”. La sfirsitul anilor ’70, astfel de cladiri existau in varianta pilot in Suedia, Danemarca si Germania, cu un nivel maxim al pierderilor de caldura de 70 kWh/m2/an.[2]
Definirea “casei pasive”
Definirea conceptului
"Casele pasive" fac parte din categoria “cladirilor de energie redusa” . Termenul de “casa pasiva” isi are originea in faptul ca, datorita constructiei sale speciale, aceasta cladire este putin sensibila din punct de vedere al conformului termic la modificarile parametrilor meteorologici. Energia solara incidenta pe suprafata exterioara a cladirii, care patrunde in interior prin diferite mecanisme de transfer, la care se adauga energia generata de locatari precum si prin functionarea aparaturii electrice sau de alta natura, este in mod normal suficienta pentru pastrarea unei temperaturi interioare confortabile pe toata perioada sezonului rece.[2]
Conditia necesarului de energie termica pentru incalzire
Pentru ca o cladire sa poate fi catalogata de catre PassivHaus Institut din Darmstadt drept “casa pasiva”, necesarul sau de energie termica destinata incalzirii spatiului de locuit trebuie sa fie mai mic de 15 kWh/m2/an (aceasta cifra corespunde arderii a mai putin de 1,5 l de benzina/m2/an). In acest fel, necesarul de energie pentru incalzirea unei case pasive este de circa zece ori mai mic decat in cazul unei case conventionale, proiectata conform standardului german din 1995 privitor la izolatia termica a cladirilor.[2]
Conditia consumului de energie “conventionala”
O alta limita impusa unei case pasive se refera la consumul total de energie “conventionala” obtinuta, direct sau indirect, din combustibili fosili (care include energia necesara incalzirii locuinţei, prepararii apei calde, iluminarii, punerii in functiune a aparaturii electrice, etc.) ce nu trebuie sa depaseasca 120 kWh/m2/an. In cazul in care proiectul unei locuinte dovedeste ca aceste doua limite energetice nu sunt depasite, legislatia germana acorda importante facilitati economice proprietarului. Consumul de caldura masurat al primei case pasive din Germania (in Wiesbaden, 1992) a fost mai mic de 13 kWh/m2/an.[2]
Casa pasiva Pirmasens, Rhineland Palatinate, Germania
Principiile “casei pasive”
Principalele cercetari privind "casele pasive" se desfasoara la PassivHaus Institut din Darmstadt. Rezultatul cercetarilor desfasurate pana in prezent, care constituie in momentul de fata trasaturile obisnuite ale unei case pasive sunt:
O buna izolare termica si un volum compact
Acest principiu are rolul de a reduce pierderile de caldura catre exterior. Grosimea stratului de izolatie termica a peretilor este de ordinul a 30-40 cm (aceasta valoare este orientativa si depinde de conditiile climatice ale locului de amplasare a cladirii si de materialele izolatoare folosite). Toate elementele care constituie anvelopanta cladirii au valori ale coeficientului de transfer termic prin convectie mai mici de 0.15 W/(m2K). Sunt folosite de obicei ferestre cu trei randuri de geamuri avand emisivitate redusa, iar puntile termice in pereti si tamplaria ferestrelor sunt reduse la minim. Valoarea coeficientului de transfer termic prin convectie al ferestrelor este mai mica de 0.8 W/(m2K), cu toate ca transmitanta solara a geamului este mai mare de 50%.
O buna orientare a cladirii
Cladirea trebuie orientata tinand cont de traiectoria aparenta a soarelui si de celelalte aspecte legate de microclimat. Casele pasive dispun de fatade verticale mari prevazute cu ferestre largi orientate catre sud, lucru ce favorizeaza folosirea judicioasa a radiatiei solare, evitand in timpul verii supraincalzirea dar permitand patrunderea razelor solare in camere in timpul iernii. Partea de nord a cladirii dispune de ferestre de dimensiuni reduse pentru iluminarea naturala a incaperilor secundare dispuse in acesta zona a cesei (cum ar fi bucataria, anexele sau vestibulul de intrare).
O buna etansare
Un sistem foarte bun de izolare pneumatica, obtinut prin folosirea in timpul constructiei a unor spume (poliuretanice sau de alta natura). Pierderile de aer prin fisuri si prin interstitii sunt astfel reduse la valori orare mai mici de 0.5 din volumul incaperii, pentru o suprapresiune a aerului din interior de 50 Pa. Pentru furnizarea aerului necesar respiratiei este intotdeauna necesara existenta unui sistem integrat de ventilatie.
Recuperarea caldurii
Energia termica ce insoteste aerul viciat evacuat (care este preluat intotdeauna din bucatarie si din baie) este recuperata partial cu ajutorul unor recuperatoare de caldura care incalzesc aerul proaspat introdus in cladire. Astfel se poate recupera pana la 90% sau chiar mai mult din entalpia continuta in aerul extras din incaperi.
Caracteristici ale “caselor pasive”
Confort termic
Peretii bine izolati termic, lipsa unor radiatoare termice (corpuri statice) precum si izolatia termica foarte buna a ferestrelor face ca diferenta de temperatura dintre peretii oricarei incaperi sa fie redusa, lucru care creaza un confort termic deosebit.
Sistem integrat de ventilatie
Existenta unui sistem mecanic integrat performant de incalzire, ventilatie si conditionare a aerului este esentiala pentru a garanta o buna calitate a aerului din interior. Desi, din punct de vedere al economiei de energie, recircularea aerului ar trebui evitata, totusi din exterior trebuie adusa o anumita cantitate de aer, pentru a permite respiratia locatarilor. Sistemul de ventilatie poate fi folosit si pentru transportul caldurii suplimentare, generate eventual de catre un incalzitor plasat in circuit.
Avantaje financiare pe termen mediu si lung
O casa pasiva poate fi considerata ca avantajoasa din punct de vedere financiar, avind in vedere importantele economii de energie precum si faptul ca investitia necesara pentru constructia unei astfel de cladiri este cu numai 5% pana la 25% mai mare decit in cazul unei constructii conventionale.
Sistemul integrat HVAC (incalzire, ventilatie, aer conditionat)
Alcatuire
Sistemul de incalzire, ventilatie si conditionare a aerului al unei "case pasive" poate contine urmatoarele echipamente importante: ventilatoare, un recuperator de caldura, un schimbator de caldura (eventual subteran), o pompa de caldura, captatoare solare si un rezervor de stocare a energiei termice.
Integrarea surselor regenerabile de energie
Sistemul de incalzire, ventilatie si conditionare a aerului este axat pe folosirea surselor regenerabile de energie. In primul rand, pentru micsorarea consumurilor energetice se prevede utilizarea unui schimbator de caldura plasat in sol. Pe timp de iarna acesta preia energia termica stocata in pamint si o foloseste pentru preincalzirea aerului proaspat introdus in locuinta. Vara, aerul preluat din atmosfera si introdus in locuinta este in prealabil racit, prin trecere prin acelasi schimbator de caldura.
In al doilea rand, se prevede utilizarea energiei solare pentru incalzirea apei menajere. Fluidul caloportor este incalzit in captatoare solare plane iar apoi este directionat catre un rezervor de stocare. Din acest rezervor este preluata caldura necesara in momentul in care se doreste apa calda de consum. Tot de aici poate fi preluata caldura si pentru incalzirea aerului vehiculat de sistemul de ventilatie, in cazul in care este necesara aceasta interventie.
Solutii energetice pentru “casele pasive”
Orientativ, sarcina termica la o cladire normala este de ordinul a 10 kW pentru 100 m2 de suprafata locuibila, ceea ce inseamna aproximativ 100 W/m2. Sistemele standard izolate pentru incalzit folosite in Europa Centrala si de Est sunt aceleasi in peste 80% dintre cazuri; ele constau in boilere cu apa sau ulei, tevi si radiatoare. Poate fi demonstrat destul de usor faptul ca daca sarcina termica a cladirii este mai mica de 10 W/m2, caldura necesara poate fi transmisa folosind exclusiv sistemul de ventilatie. Aceasta este ideea esentiala care sta la baza “caselor pasive”, la care pierderile de caldura sunt reduse asa de mult incat nu mai este necesar un sistem separat de incalzire.
Diminuarea rezervelor de combustibili conventionali, efectele de poluare datorate folosirii acestora precum si progresul inregistrat in utilizarea energiilor regenerabile sunt un permanent stimulent pentru crearea de noi tehnologii energetice. O idee generoasa in dezvoltarea acestui domeniu ar fi folosirea energiilor regenerabile cu aplicare directa in proiectarea "caselor pasive". In afara avantajelor ecologice evidente, sursele regenerabile de energie sunt atragatoare si datorita faptului ca, in mod firesc, ele nu sunt luate in considerare atunci cand se evalueaza consumul anual de energie primara conventionala al "casei pasive". Acest lucru permite ca in limita celor 120 kWh/m2/an sa fie inclusi noi consumatori energetici (cum ar fi, de exemplu, sistemele de climatizare folosite in cursul sezonului cald), care sunt de obicei mai greu accesibili unei "case pasive" obisnuite, desi pot fi integrate de asemenea solutii de "racire solara" pe langa conformarea generala a cladirii.
Prepararea apei calde menajere reprezinta cel mai mare consumator de energie intr-o "casa pasiva" (circa 80% din totalul necesarului de caldura). Deoarece aceasta operatie reclama numai asigurarea unor temperaturi medii, poate fi usor indeplinita prin folosirea surselor regenerabile de energie, cum ar fi energia solara. O alta sursa de energie regenerabila luata in considerare este cea a solului, care poate servi si la preincalzirea aerului proaspat ce este introdus in locuinta.[2]
Tendinte actuale
In acest moment efortul principal in ceea ce priveste implementarea surselor regenerabile de energie se concentreaza asupra imbunatatirii tehnologiilor, pentru coborarea costurilor acestora. Se doreste in special cresterea performantelor echipamentelor si reducerea energiei consumate in functionare, dar si alegerea judicioasa a proceselor, in functie de conditiile geografice si obiceiurile viitorilor utilizatori.[2]
- Conceptul
PassivHaus / CASE PASIVE - mai mult o metoda decat un sistem de constuctii
CASE PASIVE sunt acele case care asigura un climat interior comfortabil si vara si iarna, fara insa a fi nevoie de o sursa conventionala de incalzire.
Pentru a fi posibil, necesarul anual pentru incalzirea cladirii trebuie sa nu depaseasca 15 kWh/(mp*an). Necesarul minim poate fi asigurat prin incalzirea aerului furnizat de sistemul de ventilatie - un sistem care este necesar in orice caz.
Un standard european poarta denumirea de PASSIVE HOUSE (CASA PASIVA) deoarece energia pasiva a radiatiilor solare captata din exterior si furnizata apoi ca energie calorica de unele dispozitive si de ocupantii casei, sunt suficiente pentru a pastra casa la o temperatura de interior comfortabila in anotimpul rece. O componenta a conceptului de CASE PASIVE este faptul ca tehnologiile eficiente sunt folosite pentru a minimiza consumul de energie din alte surse (in mod deosebit - energia electrica pentru aparatele din gospodarie). Obiectivul este de a pastra un consum total de caldura, apa calda si energia electrica, sub 42 kWh/(mp*year).
Criteriile pentru CASE PASIVE pe metru patrat de suprafata locuibila:
- maxim 10 W/mp necesar caloric constant
- maxim 15 kWh/mp necesar anual cu incalzirea spatiului
- maxim 42 kWh/mp necesar anual total de energie consumataref name=casepasive />
Cum sa contruiesti o Casa Pasiva
Niciodata sa nu cheltuiesti bani cu incalzirea casei.. e un concept foarte atractiv. Ca sa atingem acest nivel de performanta foarte inalt va asteptati sa creasca substantial costurile constructiei, nu? Ei bine, costurile nu sunt exagerate atat timp cat arhitectura si orientarea casei sunt facute cu o PLANIFICARE RIGUROASA! Niste chestiuni generale referitoare la arhitectura:
- se ia in considerare o forma compacta cu o amprenta la sol cat mai mica
- ferestre mari catre sud; nici o fereastra catre nord
- cat mai putine usi exterioare
- o jumatate de acoperis exact spre sud (pentru panouri solare)
- se ia in considerare constructia unui singur corp de cladire
- se ia in considerare construirea unui duplex cu doua sau mai multe apartamente intr-o singura cladire....mai mul...[3]
Tehnologia de constructie a casei
Repartizarea pierderilor de caldura la o casa de locuit sunt in general urmatoarele:
- 10 % prin podeaua inferioara;
- 23 % prin plafonul superior;
- 27 % prin peretii exteriori;
- 40 % prin ferestre si usi (daca ele nu depasesc 15% din suprafata exterioara a constructiei);
Indiferent de sistemul de incalzire folosit, pentru a micsora aceste pierderi de caldura, singura posibilitate este aceea de a izola suplimentar din punct de vedere termic fiecare element mai sus precizat sau intr-un cuvant, este nevoie de imbunatatirea calitatii anvelopei termice a cladirii.
Pentru primele trei elemente de constructie folosim un sistem de constructie pe care vi-l propunem si care este format din elemente tip cofraj pierdut din neopor. Aceste elemente sunt modulare, termoizolante, nedemontabile dupa punerea in opera si ignifugate. Se imbina intre ele la fel ca si un joc "Lego" realizand diferite profile destinate diferitelor parti ale unei constructii. Scopul este acela de a realiza o structura monolitica din beton armat perfect izolata termic si fonic, fara punti termice, accentul punandu-se in viitor pe consumul redus de energie. Astfel se poate realiza o reducere a costurilor cu energia termica de minim 50% care poate in anumite conditii sa ajunga pana la 80% in functie de optiunea clientului.
Neoporul a fost descoperit de o echipa de cercetatori de la BASF si este un material relativ asemanator cu polistirenul expandat, fiind o spuma polistirenica dura, dar mai densa (cca 27 - 30 kg/mc). Este in acest moment cel mai bun material izolator de uz comun, fiind cu cca 20 % mai bun izolator la aceeasi densitate decat polisirenul folosit in acest moment pe scara larga. Trebuie sa remarcam in acest sens stradania existenta in acest moment la nivel mondial pentru reducerea emisiilor de dioxid de carbon, fenomen strans legat de incalzirea globala. Astfel folosindu-se acest material, alaturi de alte inovatii tehnice s-a ajuns deja la "casele eficiente", "casa de 3 litri" si la "casele pasive". Casele pasive nu mai folosesc surse conventionale de incalzire sau de racire, aerul care paraseste casa cedand caldura celui care intra. Daca o casa neizolata din punct de vedere termic consuma anual intre 45 si 70 de litri de combustibil pentru incalzire per metru patrat, casa "trei litri" consuma anual exact atatia litri de motorina cat ii spune numele.
Cu ajutorul acestui sistem pot fi realizate diferite tipuri de cladiri, inclusiv case pentru locuit, piscine, etc. Cofrajul termo si fonoizolant care ia nastere incorporeaza toate elementele unei constructii obisnuite:structura de rezistenta, izolatia termica, fonica, bariera contra vaporilor. Accepta orice finisaj pentru exterior sau interior. La anumite tipuri de cofraje din neopor rigipsul se poate aplica direct pe peretele realizat fara a mai fi nevoie de profilele clasice.
Fundatia casei
Se va face tip talpa, continua sau cu radier general in functie de proiect. De regula se foloseste fundatia tip talpa de 30 cm grosime, armata in functie de studiul geo efectuat in prealabil si de zona seismica unde se construieste casa. Pe aceasta talpa, in continuare se foloseste acelasi sistem de cofrare, eliminand in acest fel cofrarea si decofrarea in trei timpi la nivelul fundatiei clasice, dar mai ales eliminand lemnul folosit pe care cel mai adesea nu-l mai puteam folosi decat ca lemn de foc. Eliminam deasemeni sarma si cuiele aferente unei fundatii clasice. Alt mare avantaj este ca materialul din care este facut cofrajul nu absoarbe apa. Se realizeaza totusi un dren si o hidroizolatie suplimentara in dublu strat folosind in acest sens o amorsa bituminoasa si o membrana dintr-un plastic special pentru aceste tipuri de lucrari. Daca la o fundatie clasica se folosesc cca 0.6 mc beton la metru liniar, in acest sistem folositi numai 0.36 mc. Pentru o fundatie al carei perimetru este de cca 80 ml, pentru Bucuresti sau imprejurimi, in acest sistem se face o economie de cca 20 mc beton, 4 mc de cherestea si manopera .... Financiar, deducand valoarea cofrajelor ramaneti cu o economie de cca 3500 RON.
Placa de la parter
Pentru placa de la parter se realizeaza o rupere a capilaritatii prin folosirea succesiva a anumitor agregate de balastiera si a unei folii de PE. Se foloseste un strat gros de polistiren expandat de inalta densitate pentru o izolare termica cat mai buna a placii.
Peretii exteriori
Peretele clasic monostrat nu poate oferi simultan rezistenta si izolare termica si fonica.
Astfel s-a ajuns la peretii alcatuiti din doua straturi, in care stratul exterior preia rolul de izolator termic iar cel interior preia rolul de rezistenta. Insa si in aceasta situatie datorita absentei etanseitatii dintre cele doua straturi aerul rece patrunde pana la stratul de rezistenta care este permeabil la transferul de caldura.
Sistemul pe care vi-l propunem este alcatuit in cazul peretilor din trei straturi (un perete masiv acoperit atat la interior cat si la exterior cu un strat izolator din neopor (grosimea minima a izolatiei este de de cel putin 12.7 cm - corespunde unui coeficient de transfer termic K=0.22 W/mpK). Cofrajele sunt imbinate pe sistemul nut si feder, nepermitand aerului sa intre sau sa circule printre ele si peretele de beton. In felul acesta este rezolvata nu doar problema de rezistenta ci sunt rezolvate si cele referitoare la izolatia termica si fonica. Grosimea standard a peretelui este de 28 de cm. In functie de optiunile clientului grosimea stratului de izolatie se poate suplimenta, trecand din segmentul caselor eficiente spre segmentul caselor pasive (K sub 0.15 W/mpK), unde K = coeficientul de transfer termic. Peretii au atat armatura verticala cat si orizontala din fier beton in functie de proiectul de rezistenta al casei. Betonul folosit se achizitioneaza direct de la statiile de beton in conformitate cu prescriptiile tehnice ale aceluiasi proiect. Pentru eliminarea golurilor de aer se realizeaza vibrarea betonului.
Planseul dintre etaje
La realizarea planseului se foloseste tot un sistem de cofrare nedemontabil din acelasi material de inalta densitate. Placa este armata la fel ca o placa clasica si are de regula grosimea de minim 8 cm. Tot lemnul care se foloseste la sustinerea cofrajelor pentru placa este refolosibil.
Acoperisul
Sarpanta casei se realizeaza ca si la o casa clasica. In functie de tipul invelitorii alese si de panta acoperisului se folosesc anumite materiale in succesiunea indicata de producator. Pentru stratul izolator al acoperisului, exista doua variante constructive:
a. se bate astereala din lemn de rasinoase peste capriori si se monteaza intre invelitoarea propriuzisa si astereala o bariera de vapori; deasupra asterelii se monteaza o invelitoare usoara la alegerea clientului. Intre capriori se izoleaza cu vata minerala. Deasemeni se izoleaza transversal pe capriori cu acelasi material.
b. se folosesc direct pe capriori panouri profilate izolante din neopor de grosime 15 - 17 cm. Acestea se pot imbina intre ele, nepermitand aparitia puntilor termice. Fiind profilate, peste ele se poate monta direct tigla fara a mai fi nevoie de sipci pentru prinderea acestora.
Finisajele exterioare
Cofragul din neopor datorita distantierilor incorporati in masa de beton a peretelui nu se poate dilata sau comprima de o maniera semnificativa. Cofragul are pe partea pe care se tencuieste striatii speciale pentru ca tencuiala sa fie cat mai bine fixata. Primul strat care se foloseste este un strat de masa de spaclu in care se incorporeaza o plasa de fibra de sticla de 145 g/mp. Apoi se foloseste un grund si la final se aplica tencuiala care poate fi acrilica, siliconica sau minerala la alegere. Tencuiala poate avea diferite culori si granulatii.
Finisajele interioare
La interior peretii se pot tencui si apoi gletui sau se pot folosi direct placi de rigips.
Instalatiile electrice si sanitare
Traseele electrice si conductele pentru instalatiile de alimentare cu apa si sanitare pot fi introduse relativ usor in decupajele cofragului de neopor de la interior sau chiar in perete.
Ventilatia incaperilor
Se poate asigura in doua moduri:
a. fie prin achizitionarea unor ferestre tip termopan cu trapa de ventilare (exista si in portofoliul Velux astfel de ferestre) cu dezavantajul ca se pierde caldura in momentul in care aerisim incaperea (dar nu mai mult decat la ferestrele termopan clasice);
b. fie prin achizitionarea unui sistem de ventilatie simpla a aerului sau in combinatie cu pompe de caldura si panouri solare. Exista astazi in Romania sisteme centralizate de aerisire cu recuperarea a 90 % din caldura aerului extras, recomandabile pentru o casa familiala de 200 mp;
Biologia si ecologia constructiei
Atat neoporul cat si betonul sunt materiale neutre din punct de vedere bilologic. Betonul folosit la ridicarea acestui tip de casa este un beton obisnuit pe baza de nisip si pietris cu granulatie pana-n 8 mm. In literatura legata de biologia constructiilor este probat faptul ca acest tip de beton este mai slab radioactiv decat caramida, BCA sau alte materiale utilizate in constructii.
Neoporul nu este radioactiv, putand fi utilizat chiar si la ambalarea produselor alimentare, nedegajand mirosuri specifice. Poate deasemeni sa fie folosit la cultura plantelor si cresterea albinelor. Pentru expandarea neoporului nu se folosesc hidrocarburi fluoroclorurate.... mai mult...[4]
