Uma pessoa não precisa de uma coisa, ela precisa da sua função. Uma nova tendência, uma ideia simples em sua essência, parece estar mudando a ideia de construção suburbana na Rússia. Principalmente no que diz respeito ao aquecimento mensal da casa. Para que uma casa seja considerada energeticamente eficiente, ela deve ter duas propriedades. Por um lado, aqueceu rapidamente, ou seja, teve baixo consumo de energia. Por outro lado, reteve a quantidade necessária de calor pelo maior tempo possível, sem aquecimento adicional da sala. Talvez as mais próximas do status de casas energeticamente eficientes em termos dos parâmetros ideais dados sejam as chamadas casas modulares.
Sergei Katargin
A casa foi produzida na intersecção de duas tecnologias, frame e SIP. A moldura principal é feita e revestida com painéis SIP para aumentar a rigidez e aumentar a camada de isolamento. As casas são pré-fabricadas e projetadas para serem transportadas em módulos. Conseqüentemente, todo o quadro de potência é projetado para se mover. Já possui maior rigidez estrutural que uma casa convencional.
O princípio da construção modular de moradias foi inventado no início do século XX, quando a tarefa era construir rapidamente. As propriedades de eficiência energética dessas casas surgiram mais tarde e hoje tornaram-se propriedade integral.
Sergei Katargin
diretor de uma empresa de construção de moradias modulares
Estamos no módulo intermediário. Esta casa de 40 metros quadrados é composta por 3 módulos. O módulo do meio se conecta ao módulo externo ao longo desta parede. Sob vai com o pedestal articulação Antes do transporte dos módulos, a extremidade é isolada com lã mineral ou juta e na união dos módulos é espumada na parte superior e inferior. E também é preso com laços de metal.
Uma forma de aumentar a eficiência energética de uma casa é aumentar o contorno térmico do edifício. Talvez o mais popular isolamento de parede- espuma de poliestireno, que por sua vez também pode suportar uma carga distribuída, ou seja, atuar não apenas como isolante, mas também como parte do sistema de esquadrias. Às vezes é usado como decoração, mas ao mesmo tempo não perde suas propriedades isolantes. Em média, uma espessura de isolamento de 320 mm é suficiente para o clima dos Urais. Entretanto, em casas modulares pode ser ainda mais. Para aumentar a espessura da parede, os parâmetros da estrutura de suporte são calculados individualmente na fase de projeto.
Sergei Katargin
diretor de uma empresa de construção de moradias modulares
É claro que essas casas, pelo fato de possuírem uma grande camada de isolamento, se compararão favoravelmente com as casas construídas com tecnologias padrão, além do fato de que haverá uma temperatura constante em climas quentes e frios, haverá ventilação com recuperação de calor.
A recuperação de calor é a transferência de calor para o ar fresco, que é realizada em um trocador de calor especial. Como as casas modulares são classificadas como um tipo de construção onde as paredes são homogêneas e não existem pontes frias, elas exigem instalação obrigatória de ventilação, e ainda por cima ventilação forçada. A propósito, a ventilação forçada é uma característica distintiva das casas com eficiência energética. As casas modulares não são exceção. Mas para garantir que a temperatura do ar que entra não afeta o microclima da casa, também é instalado um recuperador. E a sala, portanto, nunca é fria, abafada e não há correntes de ar.
Sergei Katargin
diretor de uma empresa de construção de moradias modulares
É preciso dizer que as casas modulares possuem um design que permite que a construção não dependa da presença ou ausência de gás como fonte de calor. Por exemplo, as casas de pedra não podem ser aquecidas de forma alguma. Mas se afogar paredes de tijolo usar uma caldeira elétrica é excessivamente caro. Entretanto, nas casas modulares, o aquecimento pode ser completamente desligado durante a partida. E com a chegada dos proprietários, um radiador elétrico aquecerá rapidamente o ambiente. E o gás pode ser usado em botijões para cozinhar. A propósito, conectar uma casa a uma rede de gás custa de 100 a 300 mil rublos. E aquecer 40 metros quadrados de uma casa modular no inverno com radiadores elétricos não custa mais do que 900 rublos por mês. A aritmética é impressionante, especialmente quando já se sabe que os preços do gás irão certamente subir.
Calcule o custo aproximado de construção de uma casa com eficiência energética usando uma calculadora de construção.
O que é uma casa com eficiência energética?
Esta é uma casa em que:
O cumprimento das condições acima garante um consumo de energia baixo e ultrabaixo na casa. Na Alemanha, são considerados bons indicadores de uma casa energeticamente eficiente quando não são consumidos mais de 1,5...3 litros de combustível padrão por 1 m2 de área aquecida por ano, ou seja, não mais que 15...30 kW h/m² por ano.
Segundo a teoria dos cientistas alemães, qualquer área possui fontes renováveis naturais específicas (para uma determinada área), que, no caso de baixo consumo de energia, podem substituir completamente as fontes tradicionais de recursos energéticos e garantir uma vida confortável na casa.
O baixo consumo de energia em casa possibilita o uso de fontes de energia renováveis ambiente. Neste caso, as fontes de energia podem ser de vários tipos: energia geotérmica da Terra, energia solar, energia eólica, energia hídrica. Na zona costeira, por exemplo, turbinas eólicas e usinas de energia das marés. Em áreas montanhosas - geradores eólicos e sistemas geotérmicos. Em áreas planas – instalações geotérmicas, solares, etc. Esta utilização do ambiente é amiga do ambiente, garante a preservação do ambiente e, o mais importante, proporciona independência face ao aumento constante dos preços da energia.
Apesar de alto custo equipamentos necessários para obter calor a partir de fontes de energia renováveis, torna-se competitivo com os equipamentos tradicionais movidos a gás, eletricidade, madeira e carvão, uma vez que os custos operacionais atuais são mínimos e praticamente não dependem do aumento dos preços. Além disso, recentemente o custo deste equipamento, que no passado recente era fantástico, diminuiu significativamente e continua a diminuir todos os anos.
Construção de edifícios residenciais individuais com baixo consumo de energia e eficiência energética na Rússia
Atualmente, casas individuais baixas e com eficiência energética são uma quimera para a maioria da população russa. Cópias únicas construídas recentemente, a um custo (mais de 100 mil rublos/m²) excede significativamente o custo das casas comuns calculado de acordo com os padrões em vigor na Rússia.
Os especialistas da InterStroy LLC foram encarregados de desenvolver um projeto e construir um protótipo de um edifício baixo individual com eficiência energética a um custo não superior ao custo médio de uma casa de campo comum (aproximadamente não mais que 60 mil rublos/m2).
No futuro, com base nos resultados do acompanhamento das propriedades operacionais do edifício em construção, prevê-se continuar a otimizar custos e reduzir o custo de construção em mais 10-15%. Esta condição é necessária para a implementação da construção massiva de moradias desta classe em zonas com recursos energéticos limitados (falta de electricidade, gás).
Seleção preliminar de soluções arquitetônicas e técnicas básicas
Antes da adoção da versão principal do “projeto piloto” de um edifício residencial individual baixo, especialistas do Passive House Institute LLC analisaram diversos planejamentos e soluções construtivas, e também fez cálculos preliminares para seleção dos tipos de isolamento e suas espessuras.
Para reduzir o custo da casa, foi adotada uma planta retangular, que permitiu minimizar o volume das paredes externas por unidade de área da edificação.
Foi dada especial atenção à escolha do desenho das paredes externas. Como resultado da comparação de vários materiais (tijolo, blocos de espuma, moldura de madeira etc.), como estruturas de suporte e fechamento, decidiu-se usar estruturas monolíticas estruturas de concreto armado. Paredes de concreto possuem uma estrutura densa, o que permite realizar melhor a vedação necessária do volume interno necessário para controlar e gerenciar as trocas de ar de forma a minimizar as perdas de calor e maximizar a retenção de calor (até 80%). Ele também fornece alta capacidade de carga quando espessuras mínimas, o que reduz significativamente o volume das estruturas e reduz o custo e o prazo da obra.
Como isolamento, entre a enorme variedade de materiais hoje apresentados (duro, macio, mineral, sintético, “inflado”, etc.), foi escolhida uma nova geração de placas de isolamento de lã mineral produzidas pela empresa "SAINT-GOBAIN". Além disso, foi alcançado um acordo de desenvolvimento conjunto com a empresa "SAINT-GOBAIN" pontos de fixação para isolamento (400 mm de espessura ou mais) para superfície de concreto paredes externas.
Exterior do edifício
Principais soluções de design do edifício
Soluções de arquitetura e planejamento
Os arquitetos adotaram um conceito modular para o layout do edifício, através do qual é possível conectar módulos em diferentes direções.
O módulo é um quadrado com dimensões internas de 9,6×9,6 metros e área total de cerca de 90 m2. O formato quadrado foi adotado para reduzir o consumo de material de paredes externas caras por 1 m2 de área.
A disposição modular permite construir moradias com áreas de: 90 m², 135 m², 180 m², 225 m², 270 m², etc.
Fundação
A fundação é feita em laje monolítica de concreto armado com 300 mm de espessura, as paredes da cave são em concreto armado monolítico 150 mm de espessura.
Estruturas de parede do primeiro, segundo e terceiro andares
As paredes externas são portantes, em concreto armado monolítico com 150 mm de espessura, seguidas de isolamento com lajes de lã mineral, com decoração exterior fachadas ventiladas e parcialmente fachadas de gesso. Paredes internas, exceto os dois pilares da escada e o primeiro pilar do poço de comunicação, podem ser feitos de qualquer materiais de parede a pedido do cliente (tijolo, blocos macho e fêmea, gesso cartonado, etc.).
Pisos
Os tetos entre pisos são de concreto armado monolítico sem vigas, com 160 mm de espessura, apoiados em paredes externas, paredes de escadas e poços de comunicação. Teto monolítico com grande vão permite aos arquitectos, na decoração de interiores, realizar qualquer layout individual e satisfazer os mais exigentes pedidos dos clientes.
Teto
A cobertura foi considerada parcialmente inutilizável com curva de raio de passo único com dreno interno e parcialmente aproveitável com inclinação plana. O isolamento da cobertura radial é feito com placas de lã mineral ISOVER com espessura de 600 mm. Isolamento de telhado plano – 450 mm de espuma de poliestireno extrudido. Várias soluções adotada para demonstrar a possibilidade de uso em este projeto vários tipos de telhados (planos e complexos com contorno curvo, bem como vários tipos de uma, duas, quatro inclinações).
Envelope térmico do edifício
O isolamento de um edifício começa desde a fundação por baixo laje de fundação isolamento em espuma de poliestireno extrudido com 300 mm de espessura. Em seguida, as paredes do porão são isoladas com isolamento XPS de 350 mm de espessura. As paredes externas são isoladas com placas de lã mineral de 400 mm de espessura. Para isolar a cobertura, parapeitos e cornijas, são utilizados materiais isolantes de baixo peso volumétrico, tanto densos como soltos (espuma de poliestireno extrudido, ISOVER, etc.). A escolha de diversos materiais de isolamento térmico deve-se ao facto de as estruturas que operam em condições diferentes(fundação, paredes de cave, paredes exteriores, telhado).
Para fixar isolamento semirrígido às paredes, foram desenvolvidas duas opções de subsistemas de fachada ventilada e “úmida”. Um subsistema é constituído por vigas I em OSB, instaladas verticalmente, sendo o espaço entre as treliças preenchido com isolamento tipo ISOVER. O segundo é constituído por suportes metálicos e blocos de madeira, em forma de moldura, preenchidos com isolamento tipo “ISOVER”. Em conjunto com a empresa Saint-Gobain, continua o desenvolvimento de outros tipos de subsistemas unificados de forma a reduzir o seu custo e melhorar as suas características (pela possibilidade de fixação de isolamentos com espessura de 400 mm, 500 mm e mais).
Vidros e portas externas
Devido ao fato de o projeto térmico da casa experimental ter sido realizado de acordo com os padrões alemães, os arquitetos tiveram uma tarefa difícil. Ao projetar os vidros da casa, a orientação da casa em relação aos pontos cardeais foi estritamente levada em consideração. O envidraçamento mínimo é aceito no lado norte, o máximo no lado sul. No verão quente, um sistema automático de proteção solar é fornecido na fachada da casa. Para reduzir a perda de calor, é fornecida uma entrada. As janelas e portas utilizadas deverão atender aos seguintes requisitos de projeto: R® = 1,19 – 1,20 (m² C)/W.
Elementos decorativos externos de fachadas
Existem várias soluções técnicas que podem eliminar os problemas de congelamento destes elementos. No entanto, são frequentemente caros e a sua utilização na construção conduzirá a aumentos desnecessários de custos. Portanto, neste projeto, os elementos de acabamento da fachada são diversas combinações de fachada ventilada e externa gesso de fachada. As variedades destes materiais atualmente disponíveis no mercado da construção permitem satisfazer os gostos do cliente mais exigente.
Combinação hábil de diferentes tipos de acabamento de fachadas ventiladas, utilização várias cores pintura externa de seções de parede, bem como a utilização projetos diferentes a cobertura permite que os arquitetos ofereçam aos clientes uma grande variedade de casas que não são semelhantes entre si.
Layout interno
Todas as divisões com ocupação máxima concentram-se na zona sul, onde é possível o máximo envidraçamento. As instalações para fins técnicos e domésticos localizam-se principalmente na zona norte, onde não existe envidraçamento exterior ou é mínimo. Decidiu-se abandonar os quartos com luz dupla devido à deterioração significativa das características térmicas do edifício.
Equipamentos de engenharia doméstica
Fornecimento de água
Existe um poço no local. O poço fornece todas as necessidades da casa. O controle automático da bomba e todos os equipamentos para abastecimento de água estão localizados em um poço equipado acima da cabeça do poço.
No interior do edifício, na cave, existe uma unidade de entrada equipada com as necessárias válvulas de corte, filtros finos de água e medidores de caudal de água.
A água quente é aquecida conjuntamente através de bomba de calor e coletores solares e, em caso de falha de um dos sistemas, o aquecimento é fornecido através de uma fonte de reserva (neste projeto, uma caldeira a gás).
Em caso de avaria da bomba, a casa dispõe de abastecimento de emergência água potável em um volume de 1000 litros.
Drenos e bueiros
A cobertura é composta por uma parte plana com área de cerca de 45 m2 e uma parte inclinada com inclinação variável - 75 m2. Sobre telhado plano A água escoa ao longo das encostas em direção aos funis localizados nos cantos do edifício. Em um telhado inclinado, a água também flui ao longo das encostas para funis de drenagem localizados nos pontos mais baixos dos cantos do edifício.
Toda a chuva drenada e água do degelo são direcionadas para poços de drenagem drenagem de parede Casas.
É possível utilizar calhas internas em cobertura plana com tanque de armazenamento de águas pluviais no subsolo ou recipiente enterrado no solo (para uso em irrigação).
Esgoto
O projeto prevê dois tipos de esgoto:
1. Para a cave é fornecida uma rede de esgoto sob pressão através da instalação SOLOLIFT (para a casa de banho, cabines de duche e ralo para recolha de água do chão da casa de banho e sauna) e uma bomba de drenagem (para bombear água da fossa da sala técnica durante a operação).
2. Para o resto da casa é fornecido um esgoto por gravidade com um riser vertical no poço tecnológico, um trecho horizontal sob o teto do subsolo e uma saída do prédio no subsolo a uma altura de 1 m do piso acabado.
O esgoto por gravidade drena as águas residuais para uma fossa séptica. A fossa séptica da marca Tver prevista neste projeto está localizada a 3 metros da parede norte da casa.
Aquecimento
Inicialmente, este projeto estabeleceu a tarefa de utilizar fontes de calor não tradicionais, ecológicas e renováveis. Era costume usá-lo como fonte de energia bombas de calor(usando o calor geotérmico da Terra) e coletores solares usando a energia do Sol. O calor gerado por estas instalações, segundo cálculos da organização LLC Company ENSO INTERNATIONAL, é suficiente para aquecer água e fornecer calor à casa durante todo o ano. Devido ao facto de a perda de calor de uma casa energeticamente eficiente ser significativamente inferior à de uma casa convencional, a potência necessária das instalações de aquecimento não excede 10 kW.
Fornecer esta potência é possível a partir de dois poços com profundidade total de cerca de 200 m (50 W de cada metro linear de poço por 200 metros = 10 kW).
Uma caldeira a gás é utilizada como central eléctrica de reserva (outros tipos de centrais eléctricas também são possíveis: caldeiras a lenha, carvão, gasóleo, electricidade, etc.).
O projeto de aquecimento utilizando o trabalho conjunto de uma bomba de calor e um coletor solar foi executado pela ENSO INTERNATIONAL Company LLC.
Neste projeto é proposto um sistema modular para aquecimento e abastecimento de água quente TIRRO com trocador de calor geotérmico (horizontal ou vertical) e função "freecooling" no verão.
Propõe-se a instalação de coletores solares em suportes especiais em uma cobertura plana no lado sul ou sudoeste do edifício. Sua área é determinada durante o processo de projeto, com base em considerações arquitetônicas e de engenharia. No verão, o calor solar será utilizado para aquecer o solo do local onde está instalado o trocador de calor de solo, bem como para aquecer a água da piscina e a água para regar as plantas. No inverno, parte do calor de baixa temperatura será direcionado para o aquecimento da bomba de calor.
Também prevê aquecimento do ar através do sistema de ventilação no inverno e resfriamento no verão. Enquanto a bomba de calor aquece água, do outro lado da bomba no circuito evaporador (coletor localizado no solo) o solo será resfriado, aumentando a eficiência de resfriamento no modo "freecooling".
Ventilação
Este projeto de casa prevê ventilação forçada por meio de unidades de insuflação e exaustão com recuperação de calor. O uso de ventilação forçada apresenta vantagens e desvantagens.
As desvantagens deste sistema, em comparação com a ventilação natural, são:
A vantagem é a possibilidade de purificação do ar fornecido com alta qualidade, um importante indicador para a saúde das pessoas, principalmente aquelas que sofrem de doenças alérgicas e pulmonares. A limpeza do ar ambiente, tanto na cidade como em áreas rurais, deixa muito a desejar. Na cidade - fuligem, gases de escapamento de carros, etc. Nas áreas rurais - micropartículas de plantas com flores que causam doenças alérgicas, etc.
O controlo e gestão das trocas de ar permite garantir em qualquer divisão, dependendo da situação, o fluxo de quantidade suficiente ar e, portanto, oxigênio, que melhora qualitativamente o funcionamento do corpo humano, especialmente do cérebro.
A capacidade de recuperar o calor do ar que escapa para a atmosfera proporciona grandes economias no consumo de energia. Modernas instalações de recuperação permitem recuperar até 90% do calor emitido pela casa juntamente com o ar nos sistemas tradicionais ventilação natural. Isso permite reduzir significativamente os custos operacionais de aquecimento e proporciona economias orçamentárias significativas.
Para garantir a ventilação da casa em caso de queda de energia, é fornecido um sistema de ventilação natural. Para garantir o seu funcionamento e a possibilidade de circulação de ar, são fornecidas janelas com modo de microventilação.
Para remover os gases de escape do caldeira a gás, que é uma fonte de calor de reserva, possui uma chaminé separada com acesso ao telhado. A entrada de ar para funcionamento da caldeira é feita a partir da rua e não das instalações.
Elétrica
De acordo com as condições técnicas, são atribuídos 10 kW de energia eléctrica ao local onde está a ser construída a casa. A casa é conectada a partir de um painel de distribuição elétrica montado em um poste de luz.
A casa tem seu próprio central telefônica. Um estabilizador de tensão é fornecido. A distribuição horizontal das linhas de cabos é feita no teto (em dutos de cabos, bandejas, tubos HDPE). Distribuição vertical dos cabos de alimentação - em poço tecnológico em canal de cabos, bem como escondidos ao longo das paredes, em ranhura, seguido de reboco e pintura. Uma linha de energia separada é usada para conectar o equipamento.
A fonte de alimentação de reserva é fornecida por um pequeno gerador a diesel, que garante o funcionamento dos equipamentos de engenharia em caso de desligamento de emergência. O gerador é conectado e operado automaticamente e foi projetado para 8 a 10 horas de operação ininterrupta. Durante este tempo, todos os sistemas de engenharia devem ser colocados em modo especial ou desligados (dependendo da finalidade deste ou daquele equipamento).
Aterramento
A casa está equipada com aterramento, adotado códigos de construção e regras.
Proteção contra raios
Para proteção contra raios no verão, a casa está equipada com proteção contra raios que atende aos requisitos de segurança em vigor na Rússia.
Custos e benefícios operacionais
casa com eficiência energética
Considerando o aumento contínuo dos preços dos serviços públicos e dos recursos energéticos na Rússia, as casas desta classe tornam muito mais fácil para os seus proprietários sobreviverem aos custos crescentes da habitação e dos serviços comunitários.
O aumento dos preços da electricidade e do gás apresentado a seguir, para não falar do aumento do custo da água quente, manutenção e funcionamento da habitação, mostra que é várias vezes superior ao aumento estatístico do salário do trabalhador médio russo. Se a dinâmica existente de aumento dos preços da habitação e dos serviços comunitários e o crescimento dos salários médios continuar durante vários anos, o pagamento dos serviços públicos constituirá um montante significativo, e talvez o principal, das despesas no orçamento dos cidadãos russos comuns.
Dinâmica do crescimento real dos preços do gás e da eletricidade
de 2004 a 2014 e, se a dinâmica existente for mantida
crescimento dos preços no período de 2014 a 2024.
De acordo com cálculos preliminares, os custos gerais adicionais de construção para garantir a eficiência energética do edifício e os custos de utilização de equipamentos de engenharia modernos e caros utilizando fontes alternativas energia, às tarifas actuais, justificam-se dentro de 5-6 anos de operação. Tendo em conta o aumento previsto das tarifas, num futuro próximo, o período de retorno poderá ser reduzido para 2 anos.
Estimativa de custos de aquecimento uma casa comum com um consumo de energia de cerca de 150 kWh/m² ano e uma casa energeticamente eficiente de 25-30 kWh/m² ano permite-nos concluir que os custos de vários tipos os recursos energéticos (gás, electricidade, etc.) ao operar uma casa energeticamente eficiente são reduzidos em 5-6 vezes, e se as tarifas continuarem a subir, como evidenciado pelos últimos 10 anos, a poupança apenas no aquecimento ajudará a poupar o seu orçamento.
A seguir estão os custos de aquecimento de uma casa comum com um consumo de energia de 150 kWh/m² ano e uma casa energeticamente eficiente com um consumo de energia de 28 kWh/m² ano com as mesmas áreas de 300 m² e uso vários tipos centrais eléctricas (caldeira eléctrica, bomba de calor, caldeira a gás).
Despesas de operação de caldeira elétrica, rub./ano
Despesas de operação de caldeira a gás, rub./ano
| Ano | Casa comum | Casa com eficiência energética |
|---|---|---|
| 2024 | 116 545 | 21 755 |
| 2019 | 45 556 | 8 504 |
| 2014 | 27303 | 5 097 |
| 2009 | 10 062 | 1 878 |
| 2004 | 5 966 | 1 114 |
Para concluir
No processo de projetar uma casa com eficiência energética, os engenheiros e arquitetos da InterStroy LLC estudaram a experiência de trabalho e consultaram especialistas, organizações nacionais e estrangeiras que trabalham nessa direção. Muitas das conquistas e recomendações que merecem atenção foram implementadas no desenvolvimento de um edifício residencial individual baixo da série "IS-33e".
A construção de casas energeticamente eficientes na Rússia está na fase inicial do seu desenvolvimento. No processo de trabalho neste projeto, tornou-se óbvio que as conquistas modernas, as soluções tecnológicas e técnicas que utilizamos são apenas uma pequena parte do que é atualmente utilizado em países estrangeiros.
Planejamos muito trabalho para estudar e implementar desenvolvimentos nacionais e estrangeiros que sejam mais adequados às condições climáticas da Rússia.
A InterStroy LLC planejou várias direções para a construção de casas com eficiência energética. Abaixo estão alguns deles:
.1. Continuação da procura das soluções arquitectónicas e técnicas mais óptimas utilizando vários tipos de materiais em estruturas de construção, tradicionais e novas, mais materiais eficazes para alcançar uma redução no consumo de energia (abaixo de 28 kWh/m2 ano).
2. Prosseguir os trabalhos de selecção de equipamentos e sistemas de engenharia que funcionam com fontes de energia renováveis, bem como combiná-los com equipamentos tradicionais que funcionam com gás, electricidade, gasóleo, carvão, madeira, etc.
3. Este ano, concluir a construção de um protótipo de uma casa individual baixa e energeticamente eficiente (28 kWh/m² ano), a um custo que não exceda o custo médio (na região de Moscou) de uma casa comum.
4. Realizar monitoramento abrangente dos indicadores de desempenho nesta instalação (após a conclusão da construção - nos próximos 2-3 anos) sistemas de engenharia e estruturas de construção, o que permitirá:
Os dados de monitoramento são necessários para otimizar e reduzir os custos de construção e custos subsequentes. Por sua vez, a redução do custo de uma casa energeticamente eficiente para um custo comparável ao custo de uma casa convencional permitirá que esta ocupe o seu devido lugar no mercado imobiliário.
É óbvio que para qualquer Cliente que se preocupa com o seu bem-estar financeiro no futuro, optar por construir uma casa energeticamente eficiente será a decisão acertada.
Para poupar recursos naturais e energéticos, a humanidade desenvolveu medidas abrangentes para isolar edifícios e levar o nível de isolamento térmico a um valor próximo do absoluto. Este material irá revelar a essência de uma casa passiva como um tipo de habitação moderna e económica.
Conceitos de passividade e eficiência energética
Nossa análise irá ignorar a lista geralmente aceita de vantagens e indicadores técnicos. Por exemplo, um edifício é considerado energeticamente eficiente se a sua perda de calor não exceder 10 kWh por metro quadrado durante o ano, mas o que isto deve dizer ao leitor? Se você contar, então em um ano uma casa pequena (até 150 m2) consome aproximadamente 1,5-2 MW de energia, o que é comparável ao consumo de energia de uma casa normal em um mês de inverno. A mesma quantidade é consumida por 2 a 3 lâmpadas incandescentes de 100 W cada, ligadas constantemente durante um ano, o que equivale a 200 m 3 de gás natural.
Este baixo consumo de energia permite, em princípio, abandonar o sistema de aquecimento da casa, utilizando para aquecimento o calor gerado por humanos, animais e eletrodomésticos. Se a casa não exigir gastos de energia direcionados para o trabalho instalações de aquecimento(ou requer, mas um mínimo insignificante), tal casa é chamada de passiva. Da mesma forma, uma casa com perdas de calor muito elevadas, cuja necessidade é reabastecida por uma central eléctrica própria que funciona com fontes de energia renováveis, pode ser chamada de passiva.
Assim, uma casa energeticamente eficiente não pretende necessariamente ser passiva; o oposto também é verdadeiro. Uma casa que não só cobre as suas próprias necessidades energéticas, mas também transmite algum tipo de energia para a rede pública é chamada de ativa.
Qual é a ideia principal de uma casa passiva?
Todos os três conceitos acima são geralmente combinados: uma casa passiva possui o conjunto mais amplo de medidas para garantir a autonomia energética. Afinal, ninguém está interessado em testar sua casa há anos, atingindo padrões de perda de calor para receber um título honorário. É importante que o interior esteja seco, quente e confortável.
Existe a opinião de que hoje qualquer novo edifício deveria ser construído com tecnologia de casa passiva, felizmente existem soluções técnicas até para edifícios de vários andares. Isto faz sentido: o custo de manutenção de uma casa durante o período entre as reformas costuma ser ainda maior do que o custo de construção.
Uma casa passiva, com um investimento inicial maior, praticamente não requer custos ao longo de sua vida útil, que, além disso, supera a vida útil dos edifícios convencionais devido à proteção absoluta das estruturas portantes e de fechamento em combinação com o que há de mais moderno e tecnológico. soluções para construção e reparação.
Lar característica técnica Uma casa passiva pode ser chamada de circuito contínuo de isolamento térmico, desde a fundação até o telhado. Esta “garrafa térmica” retém bem o calor, mas nem todos os materiais são adequados para a sua construção.
Materiais para isolamento térmico
O poliestireno expandido não é aplicável em tais volumes; é inflamável e tóxico; Em vários projetos, isso é resolvido com a adição de uma camada ignífuga perto do pilar de suporte e sob o acabamento da fachada, o que leva a um aumento injustificado de custos. O uso de lã de vidro e mineral também não resolve o problema. As pragas (insetos e roedores) habitam-no ativamente, assim como o poliestireno expandido, e a vida útil do algodão é 2-3 menor que a da própria casa passiva.
Um material adequado para uso doméstico passivo é a espuma de vidro. Breve resumo das características: a menor condutividade térmica de materiais conhecidos amplo consumo, total respeito ao meio ambiente devido à inércia do vidro, processamento simples e boa capacidade de colagem. A desvantagem é o alto preço e a complexidade da produção, mas o material definitivamente vale o dinheiro gasto.
Um material menos caro, mas adequado para isolar uma casa passiva, é a espuma de poliuretano. Tecnicamente, essas casas não podem ser chamadas de passivas; sua perda de calor é de 30 a 50 kWh por metro quadrado por ano, mas esses números são bastante aceitáveis. O poliuretano pode ser instalado em folha ou aplicado com reboco de concreto projetado.
Telhado e sótão aquecido
Outra diferença importante entre as casas passivas é a presença de um sótão sem aquecimento ou sótão quente e isolamento de telhado de alta qualidade sem pontes frias. Com esta abordagem, são identificados dois limites de temperatura: no teto do andar superior e na própria cobertura. Graças à separação da proteção térmica, é garantida a eliminação da formação de condensação no isolamento da cobertura e a perda de calor é significativamente reduzida.
O teto do andar superior é geralmente emoldurado por vigas de madeira, os vazios são preenchidos com uma camada de lã mineral densidade média 20-25 cm de espessura É melhor isolar o teto. materiais em folha com estrutura celular cruzada e ajuste preciso das placas isolantes. Todas as costuras e juntas são preenchidas com cola ou espuma especial. É dada especial atenção à instalação de uma cinta protetora no ponto de apoio sistema de viga nas paredes.
Um sótão aquecido é organizado de acordo com o princípio da recuperação do sistema de ventilação. Canais ventilação de exaustão Eles saem diretamente para o sótão vedado, de onde são descarregados por um único furo com saída forçada. Muitas vezes este canal é equipado com uma unidade de recuperação que transfere parte do calor do ar de exaustão para o ar de entrada.
Janelas, portas e outros pontos de vazamento
Tudo é simples com janelas para uma casa passiva: devem ser alta qualidade e necessariamente certificado para uso na indústria de economia de energia. Sinais produto adequado São consideradas janelas de vidro isolante com duas ou mais câmaras preenchidas com gás, vidros de baixa emissão de diferentes espessuras e dupla ligação da janela de vidro duplo ao perfil, vedadas com fita de borracha. Para as portas é importante o enchimento em favo de mel e a presença de porta dupla em todo o perímetro. É igualmente importante seguir as regras de instalação e proteção dos pontos de junção.
Uma casa passiva tem suas próprias características de projeto de fundação. Para proteger a estrutura de concreto, ela é hidrofobizada por injeção e adicionalmente protegida com uma camada externa de revestimento impermeabilizante. O isolamento é abaixado até toda a profundidade da fundação, assim térreo torna-se a segunda zona tampão depois do sótão quente.
Fornecimento de energia de uma casa passiva
Normalmente, o gás não é fornecido a uma casa passiva; uma rede elétrica monofásica é totalmente suficiente para fins domésticos e aquecimento. COM aquecedores elétricosé simples: não importa quantos quilowatts sejam investidos em uma casa, tanto sobra nela que a eficiência é de quase 99%, ao contrário das caldeiras a gás;
Mas a rede elétrica como única fonte de fornecimento de energia tem muitas desvantagens, que consistem principalmente em uma conexão não confiável. Muitas vezes, as casas são abastecidas com uma rede elétrica bastante complexa, incluindo um gerador de emergência com partida automática, ou usam um banco de baterias ou painéis solares para energia de reserva.
O aquecimento de água para uso doméstico é normalmente realizado por coletores solares, principalmente a vácuo. Em geral, as fontes de energia autônomas são bastante diversas entre as variedades, podendo-se escolher a solução ideal para objetos com diferentes condições;
Uma casa energeticamente eficiente não é uma visão idealizada da casa do futuro, mas sim uma realidade que se está a tornar cada vez mais popular. Uma casa passiva ou eco-casa que economiza energia e é eficiente em termos energéticos é hoje chamada uma casa que exige um mínimo de despesas para manter condições de vida confortáveis. Isto é conseguido através de decisões adequadas no domínio da construção e construção. Que tecnologias existem atualmente para habitações energeticamente eficientes e quantos recursos podem poupar?
Nº 1. Projetando uma casa que economiza energia
Uma casa será tão económica quanto possível se for concebida tendo em conta todos os tecnologias de poupança de energia. Será mais difícil remodelar uma casa já construída, mais caro e será difícil alcançar os resultados esperados. O projeto está sendo desenvolvido especialistas experientes tendo em conta os requisitos do cliente, mas é preciso lembrar que o conjunto de soluções utilizadas deve, antes de mais, ser rentável. Ponto importante – tendo em conta as características climáticas da região.
Regra geral, as casas onde as pessoas vivem permanentemente são economizadoras de energia, pelo que a primeira prioridade é poupar calor, maximizar a utilização da luz natural, etc. O projeto deve levar em conta as necessidades individuais, mas é melhor que a casa passiva seja tão compacto quanto possível, ou seja, mais barato para manter.
Pode atender aos mesmos requisitos várias opções. A tomada de decisão conjunta dos melhores arquitetos, designers e engenheiros permitiu criar um casa de madeira universal com economia de energia(leia mais -). O design exclusivo combina todas as ofertas economicamente vantajosas:
- graças à tecnologia de painel SIP, a estrutura é altamente durável;
- nível decente de isolamento térmico e acústico, bem como ausência de pontes frias;
- a construção não requer o caro sistema de aquecimento usual;
- usando painéis de moldura a casa é construída muito rapidamente e tem uma longa vida útil;
- As instalações são compactas, confortáveis e convenientes durante a sua utilização posterior.
Como alternativa, pode ser utilizado para construir paredes portantes, isolando a estrutura em todos os lados e, finalmente, obtendo uma grande “garrafa térmica”. Frequentemente usado madeira como o material mais ecológico.
Nº 2. Soluções arquitetônicas para uma casa que economiza energia
Para economizar recursos, você precisa prestar atenção ao layout e à aparência da sua casa. A casa será o mais eficiente possível em termos energéticos se as seguintes nuances forem levadas em consideração:
- localização correta. A casa pode estar localizada no sentido meridional ou latitudinal e receber diferentes radiações solares. É melhor construir uma casa ao norte meridionalmente para paralisar o influxo luz solar em 30%. As casas do sul, pelo contrário, são melhor construídas no sentido latitudinal para reduzir os custos de ar condicionado;
- compacidade, que neste caso é entendido como a relação entre a área interna e externa da casa. Deve ser mínimo, e isso é conseguido através de rejeição de instalações salientes e decorações arquitetônicas tipo de janelas salientes. Acontece que a casa mais econômica é um paralelepípedo;
- amortecedores térmicos, que separam os espaços de convivência do contato com o meio ambiente. Garagens, galerias, caves e sótãos não residenciais serão uma excelente barreira à penetração do ar frio do exterior para os quartos;
- luz natural adequada. Graças a técnicas arquitetônicas simples, é possível iluminar a casa com luz solar durante 80% de todo o tempo de trabalho. Instalações, onde a família passa mais tempo(sala de estar, sala de jantar, quarto infantil) melhor posicionado no lado sul, para a despensa, casas de banho, garagem e restantes divisões auxiliares existe luz difusa suficiente, pelo que podem ter janelas no lado norte. Janelas voltadas para o leste no quarto De manhã proporcionam-lhe um impulso de energia e à noite os raios não interferem no seu descanso. No verão, nesse quarto você pode ficar totalmente sem luz artificial. Quanto a tamanho da janela, então a resposta à pergunta depende das prioridades de cada um: poupar em iluminação ou aquecimento. Ótimas boas-vindas - instalação tubo solar. Tem diâmetro de 25-35 cm e superfície interna totalmente espelhada: recebendo os raios solares no telhado da casa, mantém sua intensidade na entrada do ambiente, onde são dispersos por meio de um difusor. A luz é tão brilhante que, uma vez instalada, os usuários muitas vezes pegam o interruptor ao sair da sala;
- teto. Muitos arquitetos recomendam fazer o máximo possível telhados simples para uma casa economizadora de energia. Muitas vezes optam pela opção de empena e, quanto mais plana, mais econômica será a casa. A neve ficará retida em um telhado plano, o que proporciona isolamento adicional no inverno.
Nº 3. Isolamento térmico para uma casa energeticamente eficiente
Mesmo uma casa construída levando em conta todos os truques arquitetônicos exige isolamento adequado ser completamente vedado e não liberar calor para o ambiente.
Isolamento térmico de paredes
Cerca de 40% do calor da casa escapa pelas paredes Portanto, é dada maior atenção ao seu isolamento. O método de isolamento mais comum e simples é a organização de um sistema multicamadas. embainhado isolamento, que geralmente é lã mineral ou poliestireno expandido, por cima é montada uma malha de reforço e, em seguida, uma base e uma camada principal de gesso.
Tecnologia mais cara e avançada - fachada ventilada. As paredes da casa são revestidas com lajes de lã mineral e os painéis frontais de pedra, metal ou outros materiais são montados sobre uma moldura especial. Resta um pequeno vão entre a camada de isolamento e a moldura, que desempenha o papel de “almofada térmica”, evita que o isolamento térmico se molhe e mantém as condições ideais da casa.
Além disso, para reduzir a perda de calor pelas paredes, são utilizados compostos isolantes na junção da cobertura, levando em consideração futuras retrações e alterações nas propriedades de alguns materiais com o aumento da temperatura.
O princípio de funcionamento de uma fachada ventilada
Isolamento térmico de telhado
Cerca de 20% do calor escapa pelo telhado. Para isolar o telhado, são utilizados os mesmos materiais das paredes. Difundido hoje lã mineral e espuma de poliestireno. Os arquitetos aconselham fazer o isolamento do telhado com espessura não superior a 200 mm, independentemente do tipo de material. É importante calcular a carga nas estruturas portantes e na cobertura para que a integridade da estrutura não seja comprometida.
Isolamento térmico de aberturas de janelas
As janelas são responsáveis por 20% da perda de calor em uma casa. Pelo menos melhor que os antigos janelas de madeira, proteger a casa das correntes de ar e isolar o ambiente das influências externas, não são ideais.
Opções mais progressivas para uma casa com eficiência energética são:
Isolamento térmico de piso e fundação
10% do calor é perdido pela fundação e piso do primeiro andar. O piso é isolado com os mesmos materiais das paredes, mas outras opções podem ser utilizadas: líquido misturas de isolamento térmico, concreto espumoso e concreto aerado, concreto granular com uma condutividade térmica recorde de 0,1 W/(m°C). Pode-se isolar não o piso, mas sim o teto do subsolo, se tal estiver previsto no projeto.
É melhor isolar a fundação do exterior, o que ajudará a protegê-la não só do congelamento, mas também de outros fatores negativos, incl. influência das águas subterrâneas, mudanças de temperatura, etc. Para isolar a fundação, use poliuretano pulverizado e espuma.
Nº 4. Recuperação de calor
O calor sai de casa não só pelas paredes e pelo telhado, mas também através. Para reduzir os custos de aquecimento, use fornecimento e ventilação de exaustão com recuperação.
Recuperador chamado de trocador de calor embutido no sistema de ventilação. O princípio de seu funcionamento é o seguinte. Ar aquecido através dutos de ventilação sai da sala, cede o seu calor ao recuperador, entrando em contacto com o mesmo. Frio ar fresco da rua, passando pelo recuperador, aquece e entra em casa à temperatura ambiente. Como resultado, as famílias recebem ar fresco e limpo, mas não perdem calor.
Esse sistema de ventilação pode ser usado em conjunto com o natural: o ar entrará na sala à força e sairá devido a tração natural. Existe mais um truque. O gabinete de entrada de ar pode estar localizado a 10 metros da casa, e o duto de ar é colocado no subsolo a uma profundidade de congelamento. Neste caso, antes mesmo do recuperador, o ar será resfriado no verão e aquecido no inverno devido à temperatura do solo.
Nº 5. Casa inteligente
Para tornar a vida mais confortável e ao mesmo tempo economizar recursos, você pode e tecnologia, graças ao qual já é possível hoje:
Nº 6. Aquecimento e abastecimento de água quente
Sistemas solares
A maneira mais econômica e ecológica de aquecer uma sala e aquecer água– é usar a energia do sol. Talvez isso seja graças a coletores solares instalado no telhado da casa. Esses dispositivos são facilmente conectados ao sistema de aquecimento e abastecimento de água quente da casa, e o princípio de sua operação é o seguinte. O sistema consiste no próprio coletor, um circuito de troca de calor, um tanque acumulador e uma estação de controle. No coletor circula um refrigerante (líquido), que é aquecido pela energia do sol e transfere calor através de um trocador de calor para a água do tanque de armazenamento. Este último, devido ao seu bom isolamento térmico, é capaz de manter água quente. Este sistema pode ser equipado com um aquecedor de reserva, que aquece a água até à temperatura necessária em caso de tempo nublado ou luz solar insuficiente.
Os coletores podem ser planos ou a vácuo. As planas são uma caixa coberta de vidro, dentro dela há uma camada com tubos por onde circula o refrigerante. Esses coletores são mais duráveis, mas hoje estão sendo substituídos por coletores a vácuo. Estes últimos consistem em vários tubos, dentro dos quais existe outro ou vários tubos com refrigerante. Entre externo e câmaras de ar– um vácuo que serve como isolante térmico. Os coletores a vácuo são mais eficientes, mesmo no inverno e em tempo nublado, e podem ser reparados. A vida útil dos coletores é de cerca de 30 anos ou mais.
Bombas de calor
Bombas de calor use calor ambiente de baixa qualidade para aquecer a casa, incluindo. ar, subsolo e até mesmo calor secundário, por exemplo, de uma tubulação aquecimento central. Tais dispositivos consistem em um evaporador, um condensador, uma válvula de expansão e um compressor. Todos eles estão conectados por um gasoduto fechado e operam com base no princípio de Carnot. Simplificando, uma bomba de calor funciona de maneira semelhante a um refrigerador, mas funciona ao contrário. Se nos anos 80 do século passado as bombas de calor eram raras e até um luxo, hoje na Suécia, por exemplo, 70% das casas são aquecidas desta forma.
Caldeiras de condensação
Biogás como combustível
Se houver muitos resíduos agrícolas orgânicos acumulados, então você poderá construir biorreator para produção de biogás. Nele, a biomassa é processada por bactérias anaeróbias, resultando na formação de biogás, composto por 60% de metano, 35% de dióxido de carbono e 5% de outras impurezas. Após o processo de limpeza, pode ser utilizado para aquecimento e abastecimento de água quente em casa. Os resíduos processados são convertidos em excelente fertilizante que pode ser utilizado no campo.
Nº 7. Fontes de eletricidade
Uma casa energeticamente eficiente deve, e preferencialmente, recebê-la de fontes renováveis. Hoje, muitas tecnologias foram implementadas para isso.
Gerador eólico
A energia eólica pode ser convertida em eletricidade não apenas por grandes turbinas eólicas, mas também por turbinas eólicas “domésticas” compactas. Em áreas com muito vento, tais instalações podem abastecer totalmente uma pequena casa com eletricidade; em regiões com baixa velocidade do vento, é melhor utilizá-las em conjunto com painéis solares;
A força do vento move as pás do moinho de vento, o que faz girar o rotor do gerador de eletricidade. O gerador produz uma corrente alternada instável, que é retificada no controlador. Lá são carregadas as baterias que, por sua vez, são conectadas a inversores, onde ocorre a conversão Tensão CC em uma variável usada pelo consumidor.
Os moinhos de vento podem ter um eixo de rotação horizontal ou vertical. Com custos únicos, eles resolvem por muito tempo o problema da independência energética.
Bateria solar
A utilização da luz solar para gerar eletricidade não é tão comum, mas num futuro próximo a situação corre o risco de mudar drasticamente. O princípio de funcionamento de uma bateria solar muito simples: usado para converter luz solar em eletricidade junção p-n. O movimento direcionado dos elétrons, provocado pela energia solar, é a eletricidade.
Os designs e materiais utilizados estão em constante aperfeiçoamento e a quantidade de eletricidade depende diretamente da iluminação. Várias modificações são atualmente as mais populares células solares de silício, mas uma alternativa são as novas baterias de filme polimérico, que ainda estão em fase de desenvolvimento.
Economia de energia
A eletricidade resultante deve ser usada com sabedoria. As seguintes soluções serão úteis para isso:
Nº 8. Abastecimento de água e esgoto
Idealmente, uma casa energeticamente eficiente deveria tirar água de um poço localizado sob a residência. Mas quando a água se encontra em grandes profundidades ou a sua qualidade não cumpre os requisitos, tal solução tem de ser abandonada.
É melhor passar as águas residuais domésticas através de um recuperador e tire seu calor. Para limpeza águas residuais pode ser usado fossa séptica, onde a transformação será realizada por bactérias anaeróbias. O composto resultante é um bom fertilizante.
Para economizar água, seria uma boa ideia reduzir o volume de água escoada. Além disso, pode ser implementado um sistema onde a água utilizada na banheira e na pia seja utilizada para dar descarga no vaso sanitário.
Nº 9. Como construir uma casa que economiza energia
Claro, é melhor usar as matérias-primas mais naturais e naturais, cuja produção não requer inúmeras etapas de processamento. Esse madeira e pedra. É melhor dar preferência aos materiais produzidos na região, pois assim os custos de transporte são reduzidos. Na Europa, as casas passivas começaram a ser construídas a partir de produtos de processamento de resíduos inorgânicos. , vidro e metal.
Se você prestar atenção ao estudo de tecnologias de economia de energia, pensar no projeto de uma casa ecológica e investir nela, nos anos seguintes os custos de sua manutenção serão mínimos ou até tenderão a zero.
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