Casa de economisire a energiei. Casa pasivă: design, construcție și caracteristici

Casa pasivă este un standard de eficiență energetică în construcții, care permite economie și protecția mediului, provocând un minim de efecte asupra mediului, menținând o ședere confortabilă. Consumul de energie termică este atât de mic încât fie nu este nevoie să se instaleze un sistem separat de încălzire, fie puterea și dimensiunile sale sunt mici.

Standardul privind eficiența energetică

Consumul de energie pentru necesitățile de încălzire ale unei astfel de locuințe nu depășește 15 kilowați-oră pe unitate de suprafață pe an. Consumul de energie pentru încălzire, apă caldă și electricitate eficiente din punct de vedere energetic nu depășește 120 kilowați-oră pe unitate de suprafață.

Dacă vom compara performanța consumului de energie pentru încălzire în Germania, care sunt guvernate de reglementările privind economiile de protecție și de energie termică în 2002 (WSchVO și EnEV 2002), se poate observa tendința directă de a reduce pentru încălzirea clădirilor. O reglementare recentă EnEV care reglementează protecția termică în Germania a stabilit norma consumului anual de energie pentru încălzirea locuințelor noi și sanitare de la 30 la 70 de kilowați-oră pe unitate de suprafață.

Pentru comparație, în Federația Rusă, norma consumului anual de energie pentru încălzire pentru Moscova este de la 95 la 195 kilowați-oră pe unitate de suprafață. Consumul real este de multe ori mai mare decât aceste norme.

Avantajul caselor de economisire a energiei

Ecohouse are următoarele avantaje:

• Confort. Acesta asigură un sistem de microclimat plăcut, curat și cu aer proaspăt, în mod constant menținut. Casa pasivă, în același timp, obține un echilibru între temperaturile camerei.
• Economisirea energiei. Dacă comparăm clădirea obișnuită și casa pasivă, atunci aceasta din urmă diferă mai mult de reducerea de zece ori în consumul de căldură pentru nevoile de încălzire.
• Beneficii pentru sănătate. Când casa este pasivă, pe tot parcursul anului, toate încăperile de locuit sunt alimentate constant cu aer proaspăt, nu există curenți, umiditate ridicată și nu există mucegai.
• Economie. Dacă locuința este pasivă, costurile de funcționare a alimentării cu energie rămân la un nivel scăzut, chiar și cu creșterea costului energiei.
• Grijă pentru mediul înconjurător. Atunci când casa este pasivă, utilizarea tehnologiilor eficiente din punct de vedere energetic mărește nivelul protecției mediului.

Balanța energetică

Una dintre caracteristicile unei case eficiente din punct de vedere energetic este echilibrul energetic între pierderea de căldură a ventilației sau a transmisiei și admisia acesteia cu energie solară, surse interne de căldură și încălzire. Pentru echilibrul componentelor esențiale, cum ar fi izolarea optimă a volumului încălzit, clădiri compacte, utilizarea unui aport de căldură pasiv de lumina soarelui prin orientarea celor mai multe ecrane (până la 2/5 fațadă pătrat) la sud, cu o toleranță de 30 ° și datorită lipsei de umbrire. De asemenea, ar fi inutilă utilizarea aparatelor de uz casnic cu un nivel ridicat de eficiență energetică. De asemenea, se intenționează încălzirea apei cu ajutorul unei pompe de căldură sau a unui colector solar, încălzirea pasivă a aerului de către un schimbător de căldură la sol. De fapt, casa pasivă ideală este o casă termică fără încălzire.

Casa pasivă: tehnologii

Cum se obține acest rezultat? Standardul casei pasive presupune lucrul în cinci direcții:

• Izolare termică. Izolarea zonelor externe, în special joncțiunile și intersecțiile unghiulare, cap la cap și de tranziție, ar trebui să fie astfel încât coeficientul de transfer de căldură să fie mai mic de 0,15 W / m²middot-K.
• Absența punților termice. Este de dorit să se evite incluziunile care conduc căldură. Un program special pentru calcularea câmpului de temperatură va permite identificarea și analizarea corectă a locurilor nefavorabile ale structurilor de garduri ale clădirilor, cu optimizarea ulterioară.
• Certificat pentru ferestre pasive eco-house eficiente. Geamurile duble cu geamuri cu emisii scăzute, umplute cu gaz inert, sunt optime pentru astfel de case. Instalarea calitativă a construcțiilor de ferestre.
• Ventilație mecanică cu recuperare de căldură (nu mai puțin de 75%) și carcasă interioară închisă ermetic. Identificarea și eliminarea punctelor de scurgere este asigurată prin efectuarea de teste automate asupra permeabilității aerului la clădiri. Ventilație confortabilă, controlată de utilizator. Instalarea schimbătorului de căldură la sol.

Formarea în Rusia

În Europa, standardul de construcție al casei pasive este aplicat masiv, iar în Federația Rusă proiectarea și construcția clădirilor eficiente din punct de vedere energetic este doar în stadiul de formare.

Nu există case care să îndeplinească cerințele standardului privind eficiența energetică, dar există deja clădiri apropiate de acest standard. Acestea încorporează principiile, elementele, metodele de calcul al unei case eficiente din punct de vedere energetic.

De asemenea, în cazul Federației Ruse, a fost creată o clasificare a structurilor de eficiență energetică:

• locuință pasivă - încălzirea consumă mai puțin de 15, consumul total de energie pe an nu depășește 120 kilowați pe unitate de suprafață;
• casa cu consum redus - consumul anual de energie pentru necesarul de energie termică este de 16-35, iar consumul total de energie pe an este mai mic de 180 kWh pe unitate de suprafață;
• casa cu un consum redus de energie - o clădire cu un consum anual de energie pentru necesitățile de încălzire - 36-50, iar consumul anual total de energie - mai puțin de 260 kilowați-oră pe unitate de suprafață.

Istoria dezvoltării

Mijlocul anilor 90 ai secolului al XX-lea a fost marcat de înființarea, la Darmstadt, a Germaniei, a parteneriatului "Casa pasivă". Arhitecții Westermauer și Bott-Ridder, sub conducerea lui Wolfgang Feist, au proiectat o casă cu patru apartamente, prototipul căruia au fost toate casele de economisire a energiei. Casa pasivă a fost construită în 1991 cu participarea guvernului Hesse. Consumul anual al clădirii pentru nevoile de încălzire este mai mic de 1 litru de combustibil pe unitate de suprafață.

Caracteristici de design

Designul casei pasive a fost completat cu următoarele soluții de proiectare.

Pereții exteriori din cărămidă silicică cu grosimea de 175 mm sunt izolați cu un strat de polistiren cu o grosime de 275 mm, în interior sunt finisate cu tencuială de ghips cu grosimea de 15 mm și tapet cu trei straturi, urmată de pictura.

Acoperiș acoperit cu humus, strat de filtru, PAL 50 mm grosime, armat cu grinzi de lemn, sigilate cu folie de polietilenă, este izolat cu un strat de vată minerală 445 mm grosime, cu trei straturi finisate rigips și tapet cu vopsire ulterioară.

Suprapunerea subsolului, 160 mm din beton armat, izolate cu plăci de polistiren 250 mm, izolație fonică de 40 mm, șapă de ciment de 50 mm și parchet de până la 15 mm.

Ferestre cu trei pahare, acoperire bilaterală cu emisii scăzute, camere cu umplutură cu cristale. Rame din lemn cu izolație din spumă poliuretanică.

Recuperarea căldurii este realizată de un schimbător de căldură contra-curent în subsolul casei. Pentru prima dată au fost utilizate motoare de curent continuu cu comutare electronică.

Aprovizionarea cu apă caldă este asigurată de o plată vacuum colectori o suprafață de 5,3 metri pătrați. metri pe apartament (asigură 66% din necesarul de apă caldă menajeră) și un perete compact condensator pe gazul natural. Conductele sistemului de preparare a apei calde menajere sunt așezate într-un strat termoizolant și bine izolate.

Măsurători de control

La finalizarea construcției și livrării clădirii s-au efectuat măsurători de control ale debitului de aer, test de presiune, temperatură de 24 de ore și măsurători ale consumului de energie. Ei au confirmat realizarea obiectivului.

Consumul anual energia termică pentru necesitățile de încălzire în perioada 1991-1992 a fost egal cu 19,8 kilowați-oră pe unitate de suprafață, reprezentând 8% din consumul de apartamente în locuințe convenționale. În anii 1992-1993, consumul anual a scăzut la 11,8 kilowați-oră pe unitate de suprafață (5,5% din consumul de apartamente luate pentru comparație). Ulterior, consumul a scăzut la mai puțin de 10 kilowați pe unitate pe an.

Indicatorii au fost atât de mici încât specialiștii le-au interpretat greșit pentru o perioadă lungă de timp. O reducere semnificativă a costurilor cu energia, în valoare de 90%, a fost realizată datorită utilizării unor aparate de uz casnic cu o eficiență ridicată.

Experiența germană a fost împrumutată de arhitecți și arhitecți finlandezi din alte țări europene. De atunci, în lume au fost construite peste 40 de mii de case ecologice pasive.

Casă pasivă: construcții în Rusia

În Federația Rusă din Moscova, Sankt-Petersburg, Nijni Novgorod și Ekaterinburg, mai multe obiecte sunt sau sunt construite folosind standardele de bază pe care sunt construite case pasive. Proiectele unora dintre ele vor fi luate în considerare în continuare.

Proiect în regiunea Moscovei

Printre proiectele unor clădiri individuale cu consum redus de energie este posibilă identificarea Casei Active din regiunea Moscovei, a cărei alimentare cu căldură este de asemenea pasivă.

Casele active sunt o structură cu niveluri diferite eficiența energetică, dar cu un mare confort, realizat cu ajutorul gestionării automate a microclimatului la domiciliu de către sistemul "smart home", utilizarea surselor regenerabile de energie și puritatea sa ecologică.

Proiectul a fost finalizat în 2011. Reprezintă un calculat 5 locuitori suprafață structura 229 de metri pătrați, cele două etaje, rama din lemn, izolate din plăci de vată minerală ISOVER, acoperiș ferestre VELUX, structuri pentru garduri exterioare groase 550-650 mm, rezistența termică a acoperișului și pereții 12, un etaj 14 (m²middot-° C) / W. Rata de schimb de aer este de 0,4 ori pe oră. Consumul de energie numai pentru încălzire pentru anul este de 38, iar consumul total de energie este de 110 kilowați-oră pe unitate de suprafață pe an.

Proiect în Nizhny Novgorod

Un alt exemplu de proiect cu un consum extrem de redus de căldură pentru nevoile de încălzire este un ecohouse lângă Nižni Novgorod, finalizat în 2012.

Cladire cu doua etaje, cu o suprafata de 141 de metri patrati. metru, calculat pentru patru persoane, este o structură sub forma unui cadru de lemn, plăci izolate din vată minerală ISOVER, un profil de fereastră REHAU GENEO, trei pahare, rezistența de transmisie a căldurii, 8.7 pereți, acoperișuri 12,8, etaj 8,9 m²mediu-° C / W. A fost utilizată unitatea de ventilație Zehnder cu o eficiență de recuperare de 84% și un curs de schimb de aer de 0,3 ori pe oră. Consumul anual de energie pentru necesitățile de încălzire este de 33 kilowați-oră pe unitate de suprafață.

Locuințe slabe - inamicul eficienței energetice

De la început, ideea unui ecohouse pasiv a presupus că costul acestor case ar fi egal sau puțin mai scump decât costul caselor convenționale. Ideea ideii a constat în ieftinitatea unei astfel de construcții, raportul optim al calității prețurilor și rambursarea rapidă a cheltuielilor.

Scopul principal și problema este de a egaliza costul construirii unor astfel de structuri în Federația Rusă și construirea de case obișnuite. Deplasarea unei locuințe eficiente din punct de vedere energetic de la elită la sectorul de masă nu se va întâmpla rapid. Acest lucru va necesita, pe lângă instruirea arhitecților, precum și disponibilitatea nivelului de calificare cerut de constructori, utilizarea materialelor de construcție de înaltă calitate și a nivelului tehnologic, a echipamentelor și a materialelor cu caracteristici speciale.

Sectorul masiv de construcții din Rusia preferă să reducă costurile locuințelor datorită utilizării materialelor de construcție de o calitate scăzută și exploatării forței de muncă slab calificate. Atâta timp cât astfel de preferințe rămân, tranziția spre construcții eficiente din punct de vedere energetic a locuințelor în masă pare a fi nerealistă.

Perspective în Rusia

Reducerea planificată a consumului de energie cu 40% până în 2020 are scopul de a inversa situația în favoarea tehnologiilor de economisire a energiei. normă rezistență la transferul de căldură va crește de la 0,52 la 0,8 m²middot- ° C / W și după - până la 1.0. Utilizarea recuperării în sistemele de ventilație va fi obligatorie. În acest moment este importantă adaptarea și implementarea experienței străine. Până în 2020, se preconizează construcția a numeroase zeci de case pasive. În acest timp, condițiile necesare au fost deja create: băncile vor dezvolta un sistem de împrumut preferențial, proiectanții, dezvoltatorii și constructorii vor stăpâni noile tehnologii. Aceasta va crea o piață și o cerere constantă de consumatori.