1. Casă pasivă - ce trebuie să știți?

1.1. Istoria casei pasive

Începutul conceptului de casă pasivă datează din 1991, când a fost dezvoltată și realizată pentru prima dată de profesorii Adamson din Elveția și Feist din Germania, la Institutul pentru Locuințe din Darmstadt. Acești doi cercetători și-au dezvoltat conceptul prin numeroase proiecte de cercetare prin monitorizarea și analizarea obiectelor experimentale timp de câțiva ani pentru a confirma cu certitudine că ideea funcționează în realitate și că poate fi realizată la un preț rezonabil. Ideea unei case eficiente din punct de vedere energetic a câștigat rapid susținători și a devenit din ce în ce mai populară, răspândindu-se prin Germania și Scandinavia, pentru a deveni un standard de construcție în 1998. Primii chiriași ai caselor pasive au descris șederea lor în astfel de clădiri ca fiind foarte plăcută și pozitivă. Cu toate acestea, din anumite motive în America, adică în afara Europei de Nord, casele pasive aproape că nu sunt acceptate, indiferent de toate avantajele și beneficiile pe care le oferă.

1.2. Care casă este o casă pasivă?

Cuvintele casă pasivă sunt familiare pentru majoritatea oamenilor, dar mai puțini dintre ei știu să explice exact ce înseamnă sau ce implică aceste termene. Acest tip de casă se numește pasivă deoarece este construită pe principiile utilizării maxime a energiei solare și a altor surse regenerabile așa că pierderile de căldură să fie minimizate astfel încât, practic, să nu fie nevoie de răcire și încălzire, adică de consumul unor cantități suplimentare de energie. Casele pasive aduc economisiri optime; costurile construcției lor sunt ceva mai mari, dar se plătesc foarte repede (estimațiile sunt de 7-10 ani), deoarece costurile anuale pentru încălzire și răcire se reduc incredibil de 10 ori! Această reducere a costurilor provine și din designul compact, care se bazează, în principiu, pe integritatea volumului. Mai exact, cu cât clădirea este mai fracturată, cu cât sunt mai mulți pereți exteriori, cu atât există mai multe suprafețe pe care se pierde căldura. În plus, nu se folosesc combustibili fosili pentru încălzirea și/sau răcirea unei astfel de case, evitându-se astfel așa-numitele emisii de dioxid de carbon. Pe scurt, așadar, este o construcție ecologică pentru care se folosesc doar materiale naturale și tipuri de energie regenerabilă, care nu numai că reduce costurile, ci și păstrează un mediu sănătos.

1.3. Avantajele unei case pasive

Marele avantaj, poate cel mai mare, este considerat a fi confortul superior, confortul și calitatea vieții în armonie cu natura și materialele naturale. Construcția de case pasive contribuie la conservarea mediului și la reducerea încălzirii globale. Un avantaj suplimentar al unei case pasive este costul foarte mic al menținerii unui astfel de nivel de confort atât vara, cât și iarna. Casele pasive arată ca oricare altele, adică pot arăta la fel, pentru că în sensul arhitectural și al construcției, mai precis din punct de vedere al proiectării și al construcției, nu au absolut nicio restricție sau precondiții speciale. Singurul lucru de trebuie avut în vedere este că toate elementele constructive și de altă natură ale casei să fie în conformitate cu standardele caselor pasive și ca volumul acestora să fie cât mai compact.

1.4. Dezavantajele unei case pasive

Casele pasive practic nu au deficiențe, cu excepția unei investiții inițiale mai mari, care se amortizează foarte repede datorită costurilor de exploatare extrem de mici ale clădirii. Puteți aplica și pentru subvenții de la stat, deoarece majoritatea țărilor încurajează construirea de case ecologice. Dezavantajul poate fi însă că o casă pasivă nu poate avea balcoane, copertine, suprastructuri sau extensii, pivniță sau garaj. Toate aceste elemente reprezintă surse potențiale de pierderi de căldură mai mari, motiv pentru care nu este posibil să se asigure consumul de energie necesar, adică anual pentru încălzire, care trebuie să fie mai mic de 15 kWh/m².

1.5. Case cu energie redusă și case pasive

Diferența dintre aceste categorii provine din standardele strict stabilite pentru ambele variante, unde casa pasivă poate depăși valoarea de 14,5 kWh/m², iar casa cu consum redus de energie 15,5 kWh/m². Această diferență minimă este în sine destul de bizară și problematică, deoarece în practică diferența de 1 kWh/m² este minoră și imperceptibilă. Ambele case trebuie să fie construite compact, să folosească numai surse regenerabile de energie, să fie amplasate corespunzător, adică orientate spre parcelă și altele asemenea. Diferențele sunt legate în principal de tipul, grosimea și metoda de izolare, dar și de un lucru foarte important: și anume, o casă pasivă nu trebuie să depindă de niciun aflux extern de energie, trebuie să fie absolut autonomă și să câștige cât posibil (atunci când surplusul de energie electrică produce, nu consumă, intră în sistemul electric), în timp ce casa cu consum redus de energie îndeplinește toți parametrii necesari, dar nu se susține singură.

2. Standard pentru case pasive

Există standarde stricte și bine definite pentru construirea unei case pasive. Doar dacă casa îndeplinește setul, poate fi catalogată ca pasivă. Punctele standardului sunt următoarele:

- consumul anual pentru încălzire nu trebuie să depășească 15 kWh/(m2a);
- izolația exterioară a clădirii trebuie să aibă o permeabilitate termică a elementelor de construcție mai mică de 0,15 W/m2K (în practică se folosește de fapt permeabilitatea termică sub 0,10 W/m2K, deoarece este mai ușor de asigurat);
- casa nu trebuie să aibă punți termice (ψ ≤ 0,01 W/mK);
- etanșeitatea trebuie să fie la cel mai înalt nivel și este controlată prin încercare la presiune (standard DIN EN 13829), iar valoarea n50 la o diferență de presiune de 50 Pa nu trebuie să depășească 0,6 h -1;
- vitrajul trebuie realizat astfel încât Uw să fie de 0,8 W / (m2 K) sau mai puțin (la g≥50% conform DIN 67507) pentru a asigura câștig net de căldură chiar și iarna;
- ramele ferestrelor trebuie să aibă o valoare Uf de 0,8 W / (m 2 K) sau mai mică (DIN EN 10077);
- sunt permise pierderi foarte mici de căldura la încălzirea apei sanitare;
- utilizarea eficientă a energiei electrice pentru aparatele electrocasnice (mașini și aparate A și A+);
- ventilație cu recuperare de căldură cu consum redus de energie electrică;
- consum anual de energie primară mai mic de 120 kWh/(m2a);
- consum anual de energie electrică mai mic de 18 kWh/(m2a).

3. Proiectarea casei pasive

Dacă doriți o casă pasivă, doar asamblarea unor astfel de componente enumerate exhaustiv în ansamblu nu este suficientă. Pentru a atinge standardul, trebuie să aveți un plan arhitectural cuprinzător, precum și un plan de construcție care conectează toate elementele într-un mod semnificativ și cu scop - sunt importante detaliile și cum arată fațada și așa mai departe. Deoarece casele pasive au astfel de standarde specifice, fără cunoștințele, experiența și abilitățile experților, este aproape imposibil să se creeze un întreg armonios și omogen, fiind în același timp practic și economic, durabil și sustenabil. Acest tip de construcție nu poate fi abordat ad-hoc sau pe cont propriu.

3.1 Abordări pasive și active

Planificarea include abordări pasive și active. Cele pasive sunt utilizarea condițiilor naturale de mediu precum, de exemplu, topografia și izolarea locației, adică umbrirea și proiectarea arhitecturală adecvată în care nu sunt neglijate compactitatea formei clădirii, grosimea optimă a straturilor de fațadă, izolația termică specială, instalarea ferestrelor și ușilor cu conductivitate termică minimă și toate celelalte componente, nu mai puțin importante.

3.2. Orientare pe parcelă

Orientarea corectă a casei asigură utilizarea cu succes a căldurii radiațiilor solare, mai ales iarna. Pe lângă orientarea ferestrelor, sunt importante și orientarea fațadei, cunoașterea specificului anotimpurilor unei zone și mișcarea zilnică a soarelui. În principiu, regula este că pe fațadele de nord se montează ferestre mai mici, iar pe cele sudice altele mai mari. Urmează apoi fațadele de est și de vest, care sunt însorite dimineața și după-amiază. Diferențele de iluminare a fațadelor sunt foarte evidente în timpul anotimpurilor, mai ales în sud, care nu este tot timpul cel mai luminos și mai cald, așa cum se crede de obicei. Iarna este, dar vara fațadele de est și de vest sunt cu siguranță mai expuse. Toate acestea ar trebui să fie foarte importante și vizibile clar în planul clădirii. Acest lucru afectează și alegerea parcelei, deoarece există cele care, din cauza orientării lor nefavorabile, nu permit amplasarea corectă a casei sau construcția acesteia. Cel mai important este ca părțile locuibile de zi ale spațiului de locuit să fie corect direcționate și să aibă ferestre mari „cel mai sudic” posibil, deoarece ponderea energiei solare în încălzirea clădirii este de până la 40%.

3.3 Obstacole pe parcelă

Pe lângă orientarea corectă, este foarte important ca în fața fațadei de sud să nu existe obstacole arhitecturale sau naturale care să blocheze trecerea razelor solare și a luminii către ferestre. Prin urmare, este de nedorit pentru copacii sau arbuștii veșnic verzi mai mari și denși să fie direct în fața fațadei, nici în fața suprastructurii și a extensiilor de orice tip și altele asemenea. Dacă chiar doriți să plantați copaci lângă casă, octombrie este un compromis bun, pentru că iarna rămân fără frunze și astfel nu ascund soarele.

3.4. Stocarea energiei solare

Căldura trebuie păstrată pentru a fi folosită ulterior. Acest lucru este deosebit de important din cauza celulelor solare, deoarece mai multe zile consecutive fără soare înseamnă imposibilitatea obținerii energiei. Când zilele sunt însorite, surplusul de energie produs este stocat și apoi vă este la dispoziție în zilele înnorate și ploioase, dintre care iarna sunt cele multe. Energia care se acumulează în timpul zilei este stocată în materiale masive, iar apoi poate fi, dacă este necesar, transferată în interiorul clădirii. Materialele potrivite pentru asta sunt argila, betonul sau cărămida, iar apa este cea mai bună, deoarece are de departe cea mai mare căldură specifică.

3.5. Casa pasivă are un volum compact

Fiecare clădire pierde cea mai multă căldură prin fațadă, adică prin stratul exterior. Aceste pierderi se numesc pierderi de transmisie. Cu cât suprafețele exterioare sunt mai mari, cu atât pierderile de transmisie sunt mai mari. De aceea, regula de aur a volumului simplu și compact se aplică în proiectarea caselor pasive și aceasta este de obicei o cutie sau un pătrat. Acest design permite cea mai mică suprafață a stratului exterior cu cel mai mare volum posibil al clădirii. Termenul tehnic pentru raportul dintre suprafață și volum este „fo”, factor de formă (factor de formă ƒo = A / Ve, (m-1) se definește ca raportul dintre suprafața structurii termice a clădirii (dimensiunile exterioare) și volumul brut al clădirii acoperite de acesta). Standardul pasiv poate fi asigurat uneori prin defalcarea volumului clădirii, dar înseamnă și costuri mult mai mult, iraționale de construcție.

3.6. Izolarea termică

Izolația termică este linia de demarcație între interiorul casei și împrejurimi. Este format din pereți exteriori și interiori către exterior, de fapt părți neîncălzite ale clădirii, precum și pardoseli, uși de acoperiș și de fațadă, acoperiș, pardoseli, ferestre și uși exterioare. Conform standardului pentru case pasive, învelișul termic trebuie să aibă proprietăți de izolare termică cu adevărat superioare: elementele de construcție trebuie să aibă U≤0,15 W / (m2 K), iar în practică permeabilitatea termică este adesea și mai mică (U≤0,10 W / ( m2 K). Grosimea izolației termice este determinată de compoziția fațadei și, de regulă, variază între 25 și 40 cm.

3.7. Suprafețe și uși din sticlă

Ferestrele montate corect asigură multă energie solară suplimentară iarna, cu condiția să fie orientate corespunzător (spațiile de locuit cu ferestre mari trebuie să fie orientate spre sud). Pentru casele pasive există ferestre cu proprietăți speciale de izolare termică, adică geam termoizolant în trei straturi (Ug = 0,5W / m2K-0,7W / m2K maxim), care implică caracteristici mai excelente. Iarna eliberează mai multă energie în cameră decât din ele, iar din cauza temperaturilor ridicate ale suprafețelor de sticlă nu are loc condensul. Un lucru suplimentar, care asigură respectarea standardelor casei pasive, sunt acoperirile cu emisii scăzute de pe interiorul sticlei, care reduc transferul de căldură din interior spre exterior. Trebuie avut în vedere faptul că casele pasive trebuie să aibă, conform standardului, o mare permeabilitate a energiei solare în spațiu (g ≥ 50% conform DIN 67507). În practică, ferestrele de același fel și tip sunt adesea folosite în casă, dar cu valori „g” diferite, în funcție de punctele cardinale către care sunt întoarse.

3.8. Impermeabilitate fără punți termice

Aceeași regulă se aplică atât caselor pasive, cât și caselor cu consum redus de energie, că acestea trebuie să aibă izolație termică impermeabilă fără întreruperi. Conductivitatea termică adecvată a tuturor elementelor individuale de construcție în acest sens nu este suficientă. Pierderile de căldură sunt reduse la minimum numai prin stratul de fațadă și îmbinări corect construite fără punți termice. Punțile termice sunt locuri de pe structura clădirii în care căldura este transferată în spațiul exterior mai rapid decât în ​​altă parte. Cu toate acestea, pierderile de căldură sunt aproape inevitabile pe așa-numitele întreruperi ale fațadei, cum ar fi ușile și ferestrele. Conform regulilor, permeabilitatea termică a ferestrelor trebuie să fie de 0,85 W/m²K sau mai puțin, iar punțile termice nu trebuie să depășească 0,01 W/mK pentru clădirile pasive sau 0,05 W/mK pentru clădirile cu consum redus de energie. Pentru a evita punțile termice, cel mai bine este să verificați și să conduceți conductivitatea termică și permeabilitatea termică în faza de proiectare, iar ulterior, în timpul construcției, să le testați în mod regulat.

Impermeabilitatea este verificată prin testul „Blover Door”. În cazul clădirilor masive, de exemplu, acest lucru se realizează prin straturi continue, precise, neîntrerupte de tencuială la interior și execuția atentă a instalațiilor. În cazul construcțiilor din lemn se instalează așadar pe interior un baraj de abur care are rolul de suprafață ermetică. Pentru ca îmbinările elementelor și materialelor individuale să fie impermeabile, se folosesc în principal benzi de etanșare și adezive.

3.9. Ventilare

Casele pasive au obligatoriu un sistem de ventilație controlată, de fapt ventilație cu recuperare. Așadar, căldura din aerul evacuat este returnată în spațiu. Aerul proaspăt pătrunde prin grila de pe fațadă sau acoperiș, iar apoi prin țevi izolate cu grijă este adus la dispozitivul de ventilație sau recuperator. Acest aer proaspăt este încălzit de căldura gazelor de evacuare care este aspirată din interiorul clădirii. Din recuperator, aerul proaspăt trece în camere individuale (dormitor și camera de zi, sufragerie, dulap, camere pentru copii...). Aerul uzat este aspirat și din încăperi „murdare” (băi, bucătărie, toalete etc.) în același timp. Casele pasive au un standard care necesită o eficiență termică de cel puțin 85%, iar dispozitivele moderne ajung la 90% și mai mult. Datorită sistemului de recuperare, aerul din casă este mereu proaspăt. Teoretic, așadar, deschiderea ferestrelor nu este necesară, ceea ce este de dorit mai ales iarna, când ar ieși multă căldură prin ferestrele deschise, sau vara, când căldura ar pătrunde din exterior. Asta nu înseamnă însă că deschiderea ferestrelor nu este permisă sau imposibilă, pentru că celor mai multe persoane le place să aerisească spațiile în care stau ori de câte ori vremea este frumoasă, folosind „a face un curent de aer” sau pur și simplu bucurându-se de ferestrele deschise.

3.10. Încălzire

Casa pasivă este proiectată și construită în așa fel încât să aibă nevoie de un minim de căldură suplimentară pentru încălzire. Conform datelor proiectului, acest lucru este de fapt necesar doar la temperaturi exterioare sub zero, ceea ce în regiunea noastră înseamnă doar în cele mai reci trei luni ale iernii. Casa este încălzită pasiv și iarna, folosind energia solară. Multe case pasive au celule solare sau pompe de căldură încorporate, iar ambele sisteme sunt surse de energie regenerabilă.

Pe lângă încălzirea camerelor, desigur, este necesară și încălzirea apei sanitare. Ponderea acesteia, în casele normale, este de aproximativ 10-13%, dar în cele pasive situația este complet diferită; de două ori mai multă energie este utilizată pentru încălzirea apei sanitare. De asemenea, casa este încălzită doar iarna, iar de apă caldă este nevoie tot timpul și pe tot parcursul anului. În casele pasive, pompele de căldură sunt folosite cel mai adesea pentru încălzirea aerului (încăperii) în combinație cu celulele solare, adică un sistem complet de exploatare a energiei solare care asigură 40-60% din energia necesară încălzirii apei calde pentru gospodărie.

3.11. Executarea detaliilor

Detaliile sunt cele care în final vor asigura cu adevărat că o casă pasivă nu va avea punți termice. Prin urmare, planificarea atentă și execuția de calitate a tuturor lucrărilor individuale sunt foarte importante pentru obținerea eficienței energetice a izolației clădirii. Deosebit de importante sunt îmbinările din zona de fundație, unde placa de fundație este de obicei plasată pe un strat de izolație termică (rezistentă la umiditate, cum ar fi XPS). Detaliile cheie sunt și instalarea ferestrelor și ușilor. Chiar dacă alegeți tâmplărie de cea mai bună calitate cu conductivitate termică scăzută, nu va fi suficient dacă calculele au fost făcute greșit înainte sau după aceea montate greșit.

4. Costul construirii unei case pasive

Prețul unei case pasive depinde în mare măsură de executant, formă și bază, dimensiunea acesteia, materiale, construcție, dar și tipul casei și alți factori similari. În medie, prețul unei astfel de case este cu 20% mai mare față de cel cu consum redus de energie. Costurile sunt crescute prin izolarea mai groasă a pereților exteriori, instalarea tâmplăriei mai scumpe și sisteme de ventilație mai scumpe, precum și elemente speciale de construcție impermeabilă. Casa pasivă la cheie de aproximativ 150 m2, cu sistem de ventilație și recuperare căldură, cu pompă de căldură costă între 36.000 și 60.000 RON. Rezultă că o casă unifamilială pasivă, izolată la maxim și cu anumite elemente de construcție conform standardului pentru o casă pasivă este între 1.000 și 2.000 RON/m2.