Neste artigo: a primeira eco-casa – o iglu Eskimo; Desenvolvimentos europeus da casa passiva; requisitos para a localização da casa; é necessário isolamento térmico de todos os elementos estruturais de uma casa ecológica; como fornecer suprimento de ar em uma casa passiva; aquecimento econômico.
Há cerca de um século, a solução final para o problema de fornecer energia térmica às casas foi vista na transição para o aquecimento convectivo, já que havia abundância de hidrocarbonetos na Rússia. O abastecimento de aquecimento central, fornecendo água quente a edifícios residenciais e de escritórios, funcionava com grandes perdas de calor durante o transporte, “estragava” os cidadãos com acidentes periódicos, mas tudo era compensado pelos preços baixos. Hoje em dia, a rede de aquecimento não funciona melhor, mas os seus preços têm aumentado significativamente, o que se explica pelo aumento constante dos preços mundiais dos hidrocarbonetos. A única forma de economizar nas contas de calor é reduzir seu consumo reduzindo a perda de calor dos elementos estruturais do edifício. E com esse propósito, edifícios de um tipo especial estão sendo desenvolvidos e erguidos – eco-casas, ou, como também são chamadas, casas passivas..
História de casa passiva
Ao longo dos milênios, a humanidade avançou seriamente na construção de diversas estruturas, mas não resolveu o problema da perda de calor, preferindo compensá-la com o desenvolvimento de equipamentos de aquecimento. Na verdade, mesmo três décadas atrás, não havia necessidade de economizar energia, uma vez que custavam aos consumidores um preço bastante baixo. Não se passou muito tempo desde então, mas os preços dos serviços públicos aumentaram significativamente e a única maneira de reduzi-los é adquirindo habitações com baixo consumo de energia..
A primeira eco-casa desse tipo foi criada por pessoas que tradicionalmente viviam na parte norte do nosso planeta – os esquimós. Nas regiões polares da Europa, os recursos energéticos estavam quase totalmente ausentes, até mesmo a madeira comum era uma raridade. Além disso, o único “material de construção” disponível para os esquimós sempre e em abundância era apenas neve. Sim, a casa passiva do povo do norte foi criada justamente de neve – é chamada de “iglu”, é feita de tijolos de neve e tem a forma de uma cúpula.
Existem duas fontes de aquecimento no iglu Eskimo – lâmpadas cheias de gordura de baleia ou foca, bem como radiação de calor dos corpos dos membros da família. A casa de neve mantém perfeitamente o calor, após um curto período de tempo uma temperatura confortável para uma pessoa é criada nela até +18 ° C, e o excesso de umidade é absorvido pelos tijolos de neve. O que é especialmente surpreendente, os construtores esquimós do passado conseguiram resolver o problema do suprimento de ar para o iglu de forma que o calor dele não evaporasse quando ventilado – a entrada da casa pela neve era disposta no ponto mais baixo do chão para que o pesado gás CO2 evaporou através deste canal, sendo substituído por oxigênio leve vindo de fora.
Experimentos de construção para criar edifícios com o menor consumo de energia foram realizados nos EUA e na Finlândia no século passado. Edifícios erguidos de acordo com projetos especiais, um no Manchester americano (New Hampshire), o segundo em Otaniemi finlandês, foram erguidos de acordo com as condições climáticas da região, não havia aberturas envidraçadas na fachada norte, o formato do telhado foi calculado segundo o ângulo de incidência da luz solar em diferentes momentos anos, a cobertura foi pintada em cores claras. Cada casa foi equipada com um complexo sistema de ventilação que absorveu a radiação solar, o papel dos trocadores de calor foi realizado por janelas e venezianas especialmente projetadas, o aquecimento foi baseado em bombas de calor geotérmicas. O consumo de energia nestas casas foi reduzido significativamente, mas não foi possível reduzir significativamente a perda de calor estrutural dos edifícios..
A ideia de criar uma casa passiva completa pertence aos professores Bo Adamson (Universidade de Lund, Suécia) e Wolfgang Feist (Instituto de Habitação, Alemanha), que decidiram implementá-la após seu encontro em maio de 1988. O desenvolvimento do conceito de eco-casa foi financiado pelo governo do estado de Hesse (Alemanha) – os resultados foram tão impressionantes que em setembro de 1996 na cidade de Darmstadt, em Hesse, onde eco-casas experimentais foram construídas em 1990, o Passive House Institute foi inaugurado.
Nas últimas duas décadas, vários milhares de casas passivas foram construídas, tanto na Europa quanto na América do Norte, nos próximos anos seu número só aumentará – economizar energia para a Europa é mais do que crítico.
Componentes passivos da casa
Um edifício que reúne todas as características de uma casa ecológica é praticamente um sistema de energia independente que consome 10 vezes menos energia de fontes externas do que qualquer outra estrutura de edifício. Não tem os sistemas de aquecimento, abastecimento de água quente, ventilação e ar condicionado a que estamos habituados, a perda de calor de uma eco-casa não ultrapassa 15 kWh por metro quadrado de área por ano, o que é 15-20 vezes inferior à dos edifícios europeus normais e 30 vezes inferior perda de calor de casas na Rússia.
Localização Ecohouse
Selecção cuidadosa da forma do edifício, orientação da sua posição no terreno e planeamento das zonas de amortecimento adjacentes (áreas com espaços verdes). Dependendo das condições climáticas, relevo e rosa dos ventos de uma determinada área, a orientação mais racional do edifício é calculada em termos de economia de energia. Por exemplo, em climas temperados, as janelas voltadas para o sul devem ter uma grande área e, no lado norte da casa, elas devem estar completamente ausentes (idealmente). Para um clima subtropical, o oposto é verdadeiro – a fachada norte com grandes janelas (panorâmicas), no lado sul da eco-casa não há janelas ou têm uma área mínima.
Materiais de construção
Não existem condições estritas para os materiais utilizados para a construção de uma casa passiva – o único requisito diz respeito à sua segurança ambiental.
Isolamento térmico
Para isolar completamente a casa passiva da atmosfera externa, materiais de isolamento térmico são montados no exterior e no interior de cada estrutura de fechamento – paredes, teto e piso, sótão, porão e fundação. Na parte norte da Europa, a espessura da camada de isolamento térmico externo e interno de todas as envolventes do edifício (exceto para o telhado) é de 335 mm, a espessura do isolamento do telhado é de 500 mm. É especialmente importante eliminar completamente as pontes frias – sua presença é inaceitável.
Vidraças
As aberturas das janelas são envidraçadas com janelas de vidros duplos de uma e duas câmaras, as câmaras entre os vidros são preenchidas com criptônio ou argônio, as molduras das janelas devem corresponder idealmente às aberturas para a posterior vedação do perímetro adjacente. Nas unidades de vidro isolante, utiliza-se o vidro temperado, coberto com películas economizadoras de energia que refletem os raios solares. Para aumentar a resistência térmica, as janelas são equipadas com persianas, cortinas ou persianas.
Ventilação
Se em casas de design convencional, o fluxo de ar fresco para as instalações é realizado através de fendas ou válvulas especiais nas esquadrias, e a saída através de sistemas de ventilação passiva ou ativa de banheiros e cozinhas, então em uma casa passiva tudo é muito mais complicado. As estruturas das janelas da casa ecológica são totalmente vedadas, não há poços de ventilação – a ventilação forçada por deslocamento é realizada utilizando o calor natural do solo e um recuperador.
A entrada da conduta de ar através da qual o ar fresco entra na casa está localizada perto da fachada do edifício. Tendo entrado no sistema de abastecimento de ar, o ar se move através de um duto de ar colocado no solo sob o edifício, sua temperatura sobe devido ao calor da terra. Na entrada da casa por um canal, o ar fresco entra nos filtros e um recuperador equipado com um trocador de calor que absorve o calor do ar de exaustão retirado do prédio – assim, o ar quente entra na eco-casa no inverno e o ar resfriado no verão. A retirada do ar de “exaustão” é realizada por meio de um sistema de entrada de ar forçado no interior da casa com a saída para fora do prédio após a captação do calor no recuperador. Um sistema de entrada de ar completamente não volátil em uma casa passiva não pode ser usado, porque, neste caso, grandes entradas de ar internas são necessárias, e isso aumentará a perda de calor do edifício.
Aquecimento
As fontes de energia térmica para uma casa passiva são a radiação solar acumulada por um coletor solar e uma bomba de calor. Devido às características de alto isolamento térmico, as fontes de energia térmica indireta na casa ecológica são os domicílios cujos corpos geram calor radiante, bem como quaisquer aparelhos elétricos, como lâmpadas de iluminação, computadores, televisores, etc..
Deve-se notar que uma casa passiva precisa de uma bomba de calor apenas em condições climáticas adversas, por exemplo, na Sibéria – na Europa, o fornecimento de calor interno é baseado apenas na recuperação de ar e fontes indiretas de calor.
Iluminação
Uma vez que as lâmpadas LED têm o menor consumo de energia, o sistema de iluminação de uma casa ecológica é criado com base nisso..
Em conclusão
A atmosfera das casas passivas é isolada do exterior, uma mudança completa no volume de ar dentro da casa ecológica ocorre no máximo uma vez a cada três horas, então os proprietários são obrigados a prestar atenção especial aos itens de mobiliário – elementos que compõem móveis de baixa qualidade podem emitir formaldeído.
A temperatura do ar dentro da casa é sempre uniforme, ou seja, não há estratificação em uma camada fria no chão e outra mais quente no teto. Como o ar ao entrar na casa passa pelo recuperador e aquece, a umidade não se deposita nas paredes da eco-casa, principalmente porque as próprias paredes são isoladas termicamente e suas superfícies têm a mesma temperatura do ar nas instalações.
Na estação fria, as portas e janelas da casa passiva devem ser bem fechadas; no caso de sua abertura por curto prazo, não haverá danos graves para a temperatura do ar na casa.
O custo de construção de uma casa passiva custará cerca de 10-12% mais do que construir um edifício normal de área igual. Uma das vantagens das eco-casas é que podem ser construídas em qualquer local, independentemente da proximidade do canteiro de obras das centrais de comunicação. Finalmente, tal casa não precisa de um sistema de aquecimento clássico – tubos, radiadores de aquecimento e caldeiras não são necessários.
Ecohouse com necessidades mínimas de aquecimento
A "Ecohouse" é uma casa construída com materiais altamente eficazes para reduzir as necessidades de aquecimento. Ela oferece não apenas economia de energia, mas também protege o meio ambiente devido à insulação adequada. A Ecohouse é construída com tecnologia de ponta, como proteção do vento, materiais de vedação de alta qualidade e janelas de baixa emissão de calor. Além disso, ela oferece um estilo único e moderno que atrai muitos olhares.
Casa e chalé, construção suburbana Conteúdo material
Qual é o sistema de aquecimento utilizado nessa Ecohouse com necessidades mínimas de aquecimento?