Casă pasivă

În clădirea verde, o casă pasivă ( Passivhaus conform termenului original german , casă pasivă în engleză ) sau clădire pasivă este o clădire care acoperă majoritatea necesităților sale energetice pentru încălzirea și răcirea mediului intern folosind dispozitive pasive .

Istorie

Acest articol sau secțiune pe tema tehnologiei lipsește sau lipsește de note specifice și referințe bibliografice . Deși există o bibliografie și / sau link - uri externe , nu există nici o contextualizare a surselor cu note de subsol sau alte referințe precise care indică prompt originea informațiilor. Puteți îmbunătăți această intrare citând mai precis sursele . Urmați sfaturile de proiectare de referință .

„Casa pasivă” și „clădirea pasivă” sunt expresii (adesea confundate cu cea a Passivhaus) care pot fi deja găsite într-o publicație din 1978 (cu 10 ani înainte de a fi produs protocolul Passivhaus) intitulată „Linii directoare regionale pentru construirea caselor de conservare a energiei pasive” editată de AIA Research Corporation ^[1] . Expresia „arhitectură pasivă” face parte din numele PLEA (Passive & LowEnergy Architecture), o asociație fondată în 1979.

Nu este sigur că acești termeni nu au fost creați cu mult înainte de aceste date. În primele decenii de difuzare, ele apar adesea într-o formă extinsă de la „pasiv” la „solar pasiv”, deoarece definesc „clădirile care își acoperă majoritatea nevoilor termice recurgând la dispozitive pasive, lăsând sistemele să furnizeze cea mai mică parte . a nevoilor de încălzire și răcire a mediului înconjurător " . Această definiție nu se ciocnește cu cele mai moderne ale „ clădirii care are o cerință termică atât de redusă pentru aerul condiționat de mediu încât poate fi acoperită în cea mai mare parte de sarcini interne și contribuții ale sistemelor de venituri pasive, atât de mult încât nu necesită sisteme de încălzire. așa cum se înțelege în mod tradițional, dar pentru instalații cu putere foarte mică și complexitate și cost redus ". Este doar mai complet decât acesta din urmă, deoarece include și tema comportamentului pasiv al clădirii în sezonul cald, deosebit de important în contextele climatice temperate și mediteraneene care caracterizează aproape în întregime teritoriul italian.

Protocolul Passivhaus s-a născut în mai 1988 din colaborarea dintre Bo Adamson de la Universitatea suedeză din Lund și germanul Wolfgang Feist. Conceptul lor a fost dezvoltat printr-o serie de proiecte de cercetare finanțate parțial de statul german Hesse .

Primul Passivhaus din Germania a fost construit în 1991 în cartierul Kranichstein din Darmstadt de dr. Wolfgang Feist. Necesarul de energie pentru cele patru case adiacente se ridică la o medie de 10 kWh / m²a și este stabil de 15 ani. Prima casă pasivă multi-familială germană este situată în Freiburg (1999). A urmat un complex rezidențial de 21 de case în Wiesbaden , 32 de case Hanovra- Kronsberg și 52 de case în Stuttgart . Între 1999-2001, alte 221 de complexe au fost construite prin CEPHEUS ( Case pasive rentabile ca standarde europene ) în 14 locații din cinci state ale Uniunii Europene: Germania, Suedia, Franța, Elveția și Austria. Toate construcțiile au fost verificate și măsurătorile au îndeplinit pe deplin așteptările.

În acest moment, cea mai mare construcție pasivă (germană) se află în Ulm și se numește Energon (2002). US Passivhaus a fost construit în 2006 în Bemidji, Minnesota, pentru programul Deutsch-als-Fremdsprache-Programm Waldsee . Proiectul din Waldsse a fost posibil datorită ajutorului fundației germane pentru mediu și finanțat de mai multe companii germane.

În Italia, prima clădire construită și certificată de PHI este sediul companiei KLAS din Malles Venosta . ^[2]

Una dintre primele clădiri publice din ținta casei pasive este Expost din Bolzano proiectat de arch. Michael Tribus în 2004. Aceasta este adaptarea clădirii fostei oficii poștale pentru birourile din provincia autonomă Bolzano . Clădirea are un volum de aproximativ 20.000 m³ și consumul este de 7 kWh / m².a ceea ce corespunde la mai puțin de un litru de păcură pe metru pătrat pe an. ^{[3] [4]}

Descriere

Prin urmare, este o casă care asigură bunăstarea termică fără sau cu o sursă minimă de energie de încălzire internă în clădire sau fără niciun sistem de încălzire „convențional”, adică cazan și radiatoare sau sisteme similare. Prin urmare, este o casă care maximizează eficiența energetică . Se numește „pasiv” deoarece suma contribuțiilor pasive de căldură ale radiației solare transmise de ferestre și căldura generată în interiorul clădirii de către aparatele de uz casnic și de către ocupanții înșiși sunt aproape suficiente pentru a compensa pierderile plicului în timpul sezon rece.

Arhitectura pasivă este deci o arhitectură care acoperă, cu o serie de dispozitive pasive, cea mai mare parte din necesarul de energie al clădirilor prin fluxuri de căldură și frig extrase din mediul extern. Deoarece în orice anotimp frigul și căldura de afară nu sunt întotdeauna disponibile atunci când sunt utile, se folosește de „mase de stocare termică”, adică cantități de materiale cu capacitate termică mare (= căldură specifică x masă). Având în vedere că materialele de construcție au călduri specifice care nu sunt foarte diferite între ele (aproximativ ± 20% în jurul valorii medii), pentru a obține acumulări termice eficiente utilizează materiale grele tradiționale (de exemplu piatră , beton , cărămidă ) sau materiale de nouă concepție ( de exemplu materiale pentru schimbarea fazei PCM), în cazuri rare, de asemenea, la rezervoarele de apă.

Aceste materiale trebuie să fie expuse mediului intern pentru a-și îndeplini cel mai bine funcția de acumulare și degajare de căldură și răceală sau cel mult separate de acesta prin straturi de materiale extrem de conductoare la căldură care sunt complet aderente la acestea. Din acest motiv, în clădirile „ușoare”, paravanele de argilă brută sau arsă sau placarea cu plăcile mai scumpe încărcate cu materiale de schimbare de fază sunt utilizate pentru a-și implementa capacitățile de stocare termică internă. Clădirile pasive pot fi realizate din orice material de construcție: lemn structural , cărămidă , beton armat .

Dispozitiv pasiv

Un sistem de câștig pasiv este un dispozitiv pentru încălzirea mediului înconjurător și poate fi clasificat ca „pasiv” atunci când este capabil să încălzească clădirea care este echipată cu acesta, fără a necesita surse de energie externe. Exemple de dispozitive pasive pentru încălzirea iernii sunt serele solare , pereții Trombe , sistemele Barra-Costantini , pereții de stocare, apa solară termică sau colectoarele de aer, atâta timp cât au circulație naturală, dar și geamuri simple. Orientate spre sud și capabile să ofere o energie pozitivă contribuția la clădire având în vedere contribuțiile pe tot parcursul anului.

Definiția unui dispozitiv pasiv de răcire a mediului este mai complexă. Pentru răcire, sunt disponibile mașini care necesită în mod normal, pentru aceeași cantitate de energie termică tratată, o cantitate mai mare de energie primară decât mașinile de încălzit. Din acest motiv, un dispozitiv de răcire este definit ca pasiv chiar dacă necesită pompe, ventilatoare sau alte dispozitive auxiliare, atâta timp cât nu utilizează cicluri de refrigerare.

Bilanțul energetic tinde să echilibreze

Energia necesară pentru a echilibra echilibrul termic al clădirii este de obicei furnizată cu sisteme neconvenționale (de exemplu, panouri solare fotovoltaice , panouri solare termice sau pompe de căldură pentru a încălzi aerul sistemului de ventilație controlat pentru recuperarea energiei ).

Sistemul de încălzire convențional poate fi eliminat dacă sarcina termică necesară pentru încălzirea de iarnă este foarte mică, în mod convențional mai mică de 10 W / m² . Aceste performanțe sunt obținute cu un design foarte atent, în special în ceea ce privește podurile termice, cu straturi groase de materiale termoizolante pe pereții perimetrali, acoperiș și podele inferioare, și prin adoptarea sistemelor de ventilație controlată cu recuperare a energiei pentru a minimiza dispersiile.

Diseminare și cerințe

Originare din Suedia , casele pasive se găsesc în principal în Germania , Austria și Olanda și alte țări din nordul Europei. Chiar și în Italia există acum multe experiențe în întreaga zonă națională. În Austria, din 2015, casa pasivă va fi standardul prescris pentru toate clădirile. În regiunea austriacă Vorarlberg este obligatorie de la 1 ianuarie 2007.

Institutul german de locuințe pasive PHI (Darmstadt) consideră o construcție pasivă dacă îndeplinește următoarele cerințe (cantitative):

• necesarul de energie utilă necesar pentru încălzire ≤ 15 kWh / (m²a)

adică

• sarcină termică de iarnă ≤ 10 W / m²
• necesarul de energie utilă necesar pentru răcire ≤ 15 kWh / (m²a)
• sarcină termică de vară ≤ 10 W / m²
• etanșeitatea la aer n50 ≤ 0,6 / h
• necesarul de energie primară de energie ≤ 120 kWh / (m²a)

Test de calitate

Pentru a construi o casă pasivă, trebuie acordată mai multă atenție calității decât construirea unei case normale. Prin urmare, este necesar ca toate componentele necesare pentru construirea unei case pasive să fie adecvate, de exemplu în fazele de proiectare, construcție și management ale unei clădiri verzi . Chiar și necesarul de energie pentru a evita podurile termice poate fi deja verificat în timpul fazei de proiectare prin calcularea bilanțului energetic. În timpul fazei de construcție trebuie verificat dacă ceea ce a fost prevăzut în timpul fazei de proiectare corespunde adevărului. Testul suflantei-ușii (conform UNI EN 13829; valoarea n ₅₀ obținută din test nu trebuie să depășească 0,6 h ^-1 ) a construcției aspre (rustice) verifică dacă toate conexiunile și componentele sunt de fapt aproape ermetice . La finalul lucrărilor, pentru aproximativ 200 de euro, producătorul obține (în Germania ) un certificat de la un organism de certificare în care sunt împărțite pierderea de energie și câștigul de energie. În Italia există un certificat energetic, similar în valorile pe care le atribuie, claselor energetice ale aparatelor de uz casnic , cu clasa A (și A +, în cazul unei eficiențe mai mari) care indică economia maximă de energie, care scade ca alfabetic litera crește.

Clădiri și construcții

Pierderea de căldură prin pereții exteriori ai clădirii este minimizată prin utilizarea tehnicilor de captare termică . Transmitanța termică (valori scăzute înseamnă dispersie scăzută) trebuie să atingă valoarea de 0,10 până la 0,20 W / m²K. Datorită temperaturilor ridicate ale suprafețelor interioare ale pereților exteriori (pereți în contact cu mediul), se va obține și o senzație plăcută de confort. Vara, izolația eficientă permite temperaturi mai scăzute.

Pentru a preveni deteriorarea sau deteriorarea construcției, alături de o izolație eficientă este esențial ca toate părțile construcției să fie etanșe la toate nivelurile. Etanșeitatea internă a clădirii se obține cu ușurință în timpul fazei de construcție prin etanșeitatea anvelopei clădirii.

Construcție tradițională

În construcțiile tradiționale (Massivbau) este suficient un strat adecvat de tencuială pentru a obține etanșeitatea peretelui. Pentru piesele cele mai critice, cum ar fi ferestrele și ușile, există produse standard precum Anputz („Apu”) - Leisten și überputzbare Anschlussbänder disponibile, care fac etanșarea într-un mod simplu. Există, de asemenea, o metodă dovedită de realizare a prizelor electrice etanșe la aer: faceți o adâncitură de 5 mm diametru și adânciți o cutie de joncțiune normală cu cabluri deja cablate sau utilizați cutii de joncțiune speciale, care sunt ermetice și ușor disponibile pe piață.

Chiar și pentru construcțiile ușoare (Leichtbau), cum ar fi casele structurale din lemn , etanșeitatea nu este o problemă. În aceste case se utilizează panouri din lemn (Holzwerkstoffplatten), hârtie armată cu fibre (faserverstärkte Papiere oder Folien).

Cu ajutorul elementelor prefabricate, acestea trebuie să fie etanșe la aer. În acest caz, există sisteme dovedite: - EPDM-Dichtprofile, - Dichtschläuche aus in PE-Folie verpackter Mineralwolle - Abklebungen mit qualifizierten Klebebändern mit ausreichendem Funktionshub. În orice caz, îmbinările pereților (de exemplu cabluri pentru iluminat exterior) trebuie închise ermetic imediat. Etanșeitatea permite, de asemenea, o utilizare mai bună în cazul depozitelor.

Prin realizarea atentă a anvelopei clădirii este posibilă evitarea completă a eventualelor deteriorări sau deteriorări care decurg din condens și formarea mucegaiului.

Implanturile

Într-o casă pasivă, în general nu se folosește un sistem tradițional de încălzire. Există cel puțin o sursă de căldură, iar distribuția căldurii are loc în majoritatea cazurilor printr-un sistem de ventilație controlat cu schimbătoare de flux încrucișat care recuperează, de asemenea, 95% din căldura din aerul de ieșire. Radiatoarele și suprafețele radiante nu sunt necesare, chiar dacă utilizarea lor este permisă: în acest caz pot fi reduse ca dimensiune.

În plus față de schimbul de căldură (în centru), o micro pompă de căldură extrage căldura din aerul și apa de ieșire pentru a o reintroduce în aerul sau apa casei. Controlul temperaturii interne prin ventilație este baza sistemelor pasive

Sistem de ventilatie

Pentru a realiza schimbarea indispensabilă a aerului din motive igienice și, în același timp, a pierde cea mai mică cantitate de energie posibilă, este prevăzut un sistem de ventilație cu recuperare de căldură alimentat de un motor de înaltă eficiență (putere necesară în ordinea a 40 W). Aerul fierbinte care iese (din bucătărie, baie și toaletă) este transportat către un schimbător de debit, unde aerul rece primit va primi 80% până la 95% din căldură. Aerul de alimentare este astfel redirecționat către casă (living și dormitoare).

Fluxul de aer extern înainte de a ajunge la schimbătorul de căldură din unele clădiri este transportat printr-o pompă de căldură geotermală . De obicei, țevile au următoarele caracteristici: ≈20 cm în diametru, ≈40 m în lungime și o adâncime de ≈1,5 m.

Sistemul de ventilație este așezat astfel încât să nu se perceapă curenți de aer. Acest lucru vă permite să aveți cu ușurință un debit de aer de alimentare redus (este suficientă puțină intrare de aer proaspăt, sistemul de aer condiționat nu este necesar).

Un sistem de ventilație este indispensabil într-o casă pasivă, deoarece dacă ar fi folosită ventilația prin ferestre, economiile de energie dorite împreună cu calitatea aerului nu ar fi niciodată posibile. Sistemele de ventilație ale caselor pasive sunt silențioase și extrem de eficiente (de la 75% la 95% din căldura recuperată). Aceste sisteme necesită puțină energie electrică (aproximativ 40-50 wați), chiar dacă pot provoca problema aerului prea uscat. Această problemă apare atunci când schimbul de aer nu a fost dimensionat corect.

Pompa de caldura

Necesarul mic de energie rămas poate fi produs de exemplu cu o pompă mică de căldură . Există unități de servicii de construcții ambalate în engleză, Kompaktaggregate în germană, care sunt o combinație între un sistem de ventilație și o pompă de căldură.

În acest fel, „aerul de alimentare” necesar pentru încălzire poate fi reîncălzit. Aceeași pompă de căldură ar putea încălzi și apa. Ca și în cazul tuturor sistemelor de încălzire, chiar și într-o casă pasivă, pompa de căldură trebuie să fie dimensionată corespunzător. O combinație de încălzire, sistem de ventilație, sistem de apă caldă este oferită de sistemele compacte. Au nevoie de o amprentă mică și consumă o cantitate modestă de electricitate.

Cazan pe pelete

Un cazan cu peleți cu colector de apă poate produce cantitatea rămasă de energie necesară; o sobă poate fi suficientă pentru o casă întreagă. Sobe tradiționale au chiar performanțe prea ridicate în raport cu nevoile. Iradierea aerului nu trebuie să fie excesivă (maxim 20%), astfel încât camera cazanului să nu fie încălzită inutil. În ciuda faptului că este o sursă de energie regenerabilă, ca produs din lemn, peletele pot suferi mici variații de preț în funcție de piața lemnului, deoarece sunt produse din rumeguș, deci sunt deșeuri din prelucrarea gaterului. O cerere mare de lemn corespunde unui cost stabil al peletelor, în timp ce o scădere a cererii poate duce la creșterea prețului peletelor.

Sistemul de energie solară

Un sistem de energie solară poate fi utilizat atât pentru încălzirea apei, cât și ca un compendiu pentru sistemul de încălzire.

Notă

Elemente conexe

• Asociația Națională pentru Izolație Termică și Acustică (ANIT)
• Captarea termică
• CasaClima
• Clădire cu energie aproape zero
• Domotică
• Energie-plus-casă
• Fizica tehnică
• Clădire verde
• Leadership în proiectarea energiei și a mediului
• Economie de energie
• Biocompatibilitate
• Clădire verde

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre casa pasivă

linkuri externe

• ( DE , EN ) CEPHEUS Case pasive rentabile ca standarde europene

Portal de arhitectură	Portal de ecologie și mediu
Portalul Energiei	Portal de inginerie