Ecohouse con esigenze di riscaldamento minime

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In questo articolo: la prima eco-casa – l’igloo eschimese; Sviluppi europei della casa passiva; requisiti per l’ubicazione della casa; è richiesto l’isolamento termico di tutti gli elementi strutturali di una eco-casa; come fornire la fornitura d’aria in una casa passiva; riscaldamento economico.

Ecohouse con esigenze di riscaldamento minime

Circa un secolo fa, la soluzione finale al problema di fornire energia termica alle case è stata vista nella transizione verso il riscaldamento convettivo, poiché in Russia vi era abbondanza di idrocarburi. La fornitura di riscaldamento centralizzato, che fornisce acqua calda a edifici residenziali e per uffici, ha funzionato con elevate perdite di calore durante il trasporto, i cittadini “viziati” con incidenti periodici, ma tutto è stato compensato da prezzi bassi. Al giorno d’oggi, la rete di riscaldamento non funziona meglio, ma i suoi prezzi sono aumentati in modo significativo, il che è spiegato dal costante aumento dei prezzi mondiali per gli idrocarburi. L’unico modo per risparmiare sulle bollette del calore è di ridurne i consumi riducendo la perdita di calore degli elementi strutturali dell’edificio. E a questo scopo, vengono sviluppati ed eretti edifici di un tipo speciale: eco-case o, come vengono anche chiamate, case passive..

La storia della creazione di una casa passiva

Nel corso dei millenni, l’umanità ha seriamente avanzato la costruzione di varie strutture, ma non ha risolto il problema della perdita di calore, preferendo compensarlo con lo sviluppo di apparecchiature di riscaldamento. In effetti, anche tre decenni fa, non era necessario risparmiare risorse energetiche, poiché costano ai consumatori in modo abbastanza economico. Da allora non è trascorso molto tempo, ma i prezzi per i servizi pubblici sono aumentati in modo significativo e l’unico modo per ridurli è acquisire alloggi efficienti dal punto di vista energetico..

La prima eco-casa nel suo genere è stata creata dalle persone che abitavano tradizionalmente nella parte settentrionale del nostro pianeta: gli eschimesi. Nelle regioni polari d’Europa, le risorse energetiche erano quasi completamente assenti, anche il legno ordinario era una rarità. Inoltre, l’unico “materiale da costruzione” disponibile per gli eschimesi sempre e in abbondanza era solo la neve. Sì, la casa passiva del nord è stata creata proprio dalla neve – si chiama igloo, è disposta da mattoni di neve e ha la forma di una cupola.

Ecohouse con esigenze di riscaldamento minime

Esistono due fonti di riscaldamento nell’igloo eschimese: lampade riempite con grasso di balena o di foca, nonché radiazioni di calore dai corpi delle famiglie. La casa di neve mantiene perfettamente il calore, dopo poco tempo viene creata una temperatura confortevole per una persona fino a +18 ° C e l’umidità in eccesso viene assorbita dai mattoni di neve. Ciò che è particolarmente sorprendente, i costruttori eschimesi del passato sono riusciti a risolvere il problema della fornitura di aria all’igloo in modo che il calore da esso non evaporasse durante la ventilazione: l’ingresso della casa dalla neve era disposto nel punto più basso del pavimento in modo che il pesante gas CO2 evaporato attraverso questo canale, sostituito dall’ossigeno leggero proveniente dall’esterno.

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Esperimenti di costruzione per creare edifici con il minor consumo di energia sono stati condotti nel secolo scorso negli Stati Uniti e in Finlandia. Gli edifici eretti secondo progetti speciali, uno nell’americana Manchester (New Hampshire), il secondo nell’Otaniemi finlandese, furono eretti in base alle condizioni climatiche nell’area, non c’erano aperture vetrate sulla loro facciata nord, la forma del tetto fu calcolata all’angolo di incidenza della luce solare in diversi momenti anni, il tetto è stato dipinto in colori chiari. Ogni casa era dotata di un complesso sistema di ventilazione che assorbiva la radiazione solare, il ruolo degli scambiatori di calore era svolto da finestre e persiane a doppio vetro appositamente progettate, il riscaldamento era basato su pompe di calore geotermiche. Il consumo di energia in queste case è stato significativamente ridotto, ma non è stato possibile ridurre significativamente la perdita di calore strutturale degli edifici..

L’idea di creare una casa passiva a tutti gli effetti appartiene ai professori Bo Adamson (Università di Lund, Svezia) e Wolfgang Feist (Istituto per l’edilizia abitativa, Germania), che decisero di metterlo in atto dopo l’incontro del maggio 1988. Lo sviluppo del concetto di eco-casa fu finanziato dal governo dello stato dell’Assia (Germania) – i risultati furono così impressionanti che nel settembre 1996 nella città dell’Assia di Darmstadt, dove furono costruite eco-case sperimentali nel 1990, fu aperto l’Istituto Passive House.

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Negli ultimi due decenni, sono state costruite diverse migliaia di case passive, sia in Europa che in Nord America, nei prossimi anni il loro numero aumenterà solo – il risparmio energetico per l’Europa è più che critico.

Componenti della casa passiva

Un edificio che soddisfa tutte le caratteristiche di una eco-casa è praticamente un sistema di alimentazione indipendente che consuma 10 volte meno energia da fonti esterne rispetto a qualsiasi altra struttura edile. Non ha i sistemi di riscaldamento, fornitura di acqua calda, ventilazione e aria condizionata a cui siamo abituati, la perdita di calore di una eco-casa non supera i 15 kWh per metro quadrato di superficie all’anno, che è 15-20 volte inferiore a quella degli ordinari edifici europei e 30 volte inferiore a perdita di calore delle case in Russia.

Posizione Ecohouse

Accurata selezione della forma dell’edificio, orientamento della sua posizione sul terreno e pianificazione delle zone cuscinetto adiacenti (aree con spazi verdi). A seconda delle condizioni climatiche, del rilievo e della rosa dei venti in una determinata area, l’orientamento più razionale dell’edificio viene calcolato dal punto di vista del risparmio energetico. Ad esempio, nei climi temperati, le finestre esposte a sud dovrebbero avere una vasta area e sul lato nord della casa dovrebbero essere completamente assenti (idealmente). Per un clima subtropicale, è vero il contrario: la facciata nord con grandi finestre (panoramiche), sul lato sud dell’eco-casa non ci sono finestre o hanno un’area minima.

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Materiali di costruzione

Non ci sono condizioni rigorose per i materiali utilizzati per la costruzione di una casa passiva – l’unico requisito riguarda la loro sicurezza ambientale.

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Isolamento termico

Al fine di isolare completamente la casa passiva dall’atmosfera esterna, i materiali di isolamento termico sono montati all’esterno e all’interno di ogni struttura di chiusura – pareti, soffitto e pavimento, soffitta, cantina e fondazione. Nella parte settentrionale dell’Europa, lo spessore dell’isolante esterno e interno di tutte le buste dell’edificio (tranne il tetto) è di 335 mm, lo spessore dell’isolamento del tetto è di 500 mm. È particolarmente importante eliminare completamente i ponti freddi: la loro presenza è inaccettabile.

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vetri

Le aperture delle finestre sono vetrate con finestre a doppi vetri a una o due camere, le camere tra i vetri in cui sono riempite di krypton o argon, i telai delle finestre devono corrispondere idealmente alle aperture per la successiva sigillatura del perimetro adiacente. Nelle unità di vetro isolante viene utilizzato vetro temperato, coperto con pellicole a risparmio energetico che riflettono i raggi del sole. Per aumentare la resistenza termica, le finestre sono dotate di persiane, tende o persiane.

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Ventilazione

Se nelle case di un design convenzionale, il flusso di aria fresca nei locali viene realizzato attraverso fessure o valvole speciali nei telai delle finestre e l’uscita attraverso sistemi di ventilazione passivi o attivi di bagni e cucine, quindi in una casa passiva tutto è molto più complicato. Le strutture delle finestre nell’eco-casa sono completamente sigillate, non ci sono pozzi di ventilazione – la ventilazione forzata viene effettuata utilizzando il calore naturale del terreno e un recuperatore.

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L’ingresso del condotto dell’aria attraverso il quale l’aria fresca entra nella casa si trova vicino alla facciata dell’edificio. Dopo essere entrato nel sistema di alimentazione dell’aria, l’aria si muove attraverso un condotto d’aria posato nel terreno sotto l’edificio, la sua temperatura aumenta a causa del calore della terra. All’ingresso della casa, attraverso un canale, l’aria fresca entra nei filtri e un recuperatore dotato di uno scambiatore di calore che assorbe il calore dall’aria di scarico prelevata dall’edificio – quindi, l’aria calda entra nell’eco-casa in inverno e l’aria fresca in estate. La rimozione dell’aria “di scarico” viene effettuata attraverso un sistema di aspirazione dell’aria forzata all’interno della casa con la sua uscita all’esterno dell’edificio dopo aver assorbito calore nel recuperatore. Non è possibile utilizzare un sistema di aspirazione dell’aria completamente non volatile in una casa passiva, perché in questo caso sono necessarie grandi prese d’aria interne e ciò aumenterà la perdita di calore dell’edificio.

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Riscaldamento

Le fonti di energia termica per una casa passiva sono le radiazioni solari accumulate da un collettore solare e una pompa di calore. A causa delle elevate caratteristiche di isolamento termico, le fonti di energia termica indiretta nell’eco-casa sono le famiglie, i cui corpi generano calore radiante, così come tutti gli elettrodomestici, come lampade di illuminazione, computer, televisori, ecc..

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Va notato che una pompa di calore per una casa passiva è necessaria solo in condizioni climatiche rigide, ad esempio in Siberia – in Europa, l’apporto di calore interno si basa solo sul recupero dell’aria e sulle fonti di calore indiretto.

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Illuminazione

Poiché le lampade a LED hanno il minor consumo di energia, il sistema di illuminazione eco-house è stato creato sulla base..

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In conclusione

L’atmosfera delle case passive è isolata dall’esterno, un cambiamento completo nel volume d’aria all’interno dell’eco-casa non si verifica più di una volta ogni tre ore, quindi i proprietari di case sono tenuti a prestare particolare attenzione agli arredi – gli elementi che compongono mobili di bassa qualità possono emettere formaldeide.

La temperatura dell’aria all’interno della casa è sempre uniforme, cioè non c’è stratificazione in uno strato freddo sul pavimento e uno più caldo sul soffitto. Poiché l’aria quando entra nella casa passa attraverso il recuperatore e si riscalda, l’umidità non si depositerà sulle pareti dell’eco-casa, soprattutto perché le pareti stesse sono isolate termicamente e le loro superfici hanno la stessa temperatura dell’aria nei locali.

Ecohouse con esigenze di riscaldamento minime

Nella stagione fredda, le porte e le finestre della casa passiva devono essere ben chiuse, in caso di apertura a breve termine, non vi saranno gravi danni alla temperatura dell’aria nella casa.

Il costo di costruzione di una casa passiva costerà circa il 10-12% in più rispetto alla costruzione di un edificio normale di uguale area. Uno dei vantaggi delle eco-case è che possono essere costruite ovunque, indipendentemente dalla vicinanza al cantiere delle reti di comunicazione centrali. Infine, una casa del genere non ha bisogno di un sistema di riscaldamento classico: non sono necessari tubi, radiatori di riscaldamento e caldaie.

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