L'idea di case autonome è nata come risultato della riflessione sull'impatto del nostro modo di vivere sull'ambiente. Siamo abituati a pensare che il degrado della natura sia principalmente il risultato dell'industria. Questo indubbiamente migliora il nostro benessere, ma non ci toglie la responsabilità per lo stato dell'ambiente.
La nostra Casa Autonoma Accessibile ha quasi zero domanda di energia da fonti non rinnovabili e una piccola spesa per aumentare lo standard energetico ne garantisce la disponibilità.
Nel numero di aprile del nostro mensile, abbiamo presentato i presupposti progettuali della casa, in cui il giardino gioca un ruolo estremamente importante, e nel numero di maggio - il design adottato e le soluzioni tecnologiche. Ora è il momento di vetri e ventilazione.
Giardino d'inverno
Inizieremo a discutere della vetratura - insolitamente - con il giardino d'inverno. Nella costruzione tradizionale, cioè ad alta intensità energetica, l'aranciera ha avuto un effetto positivo sul bilancio energetico dell'intera casa, creando un cuscinetto tra parte del muro esterno e l'ambiente circostante. Utilizzando opportuni fori nel muro tra il giardino d'inverno e l'interno della casa, è stato possibile ottenere una notevole quantità di energia nelle giornate di sole.
In una casa a energia zero, con la resistenza termica delle pareti esterne RT = 10 m2K / W, la resistenza aggiuntiva (circa Ru = 0,2 m2K / W) fatta da una stanza non riscaldata (aranciera) a contatto con una delle pareti esterne è praticamente irrilevante.
Naturalmente, questo non significa che una simile aranciera non valga la pena di fare nella nostra Casa Autonoma. Devi solo ricordare che se non è riscaldato, è impossibile mantenere il verde in inverno, ma prolungare solo la stagione di crescita delle piante.
La cosa è molto più complicata quando vogliamo avere un vero giardino d'inverno. Quindi soluzioni improprie possono causare un disastro energetico. Nelle proiezioni ADD, abbiamo proposto una soluzione di compromesso. Poiché vogliamo mantenere le piante nel giardino d'inverno tutto l'anno, abbiamo dovuto ridurre drasticamente la dispersione di calore. Ecco perché abbiamo progettato un giardino d'inverno con un tetto ben coibentato su cui possono essere installate celle ibride. Grazie a questo, evitiamo perdite enormi irradiando calore in inverno e surriscaldando il giardino d'inverno in estate. Allo stesso tempo, praticamente non perdiamo energia solare in inverno, primavera e autunno, quando il sole è basso sopra l'orizzonte e quando abbiamo particolarmente bisogno dei suoi raggi.Un altro modo per ridurre radicalmente la dispersione termica è installare tapparelle che si chiudono automaticamente al crepuscolo. E infine, grazie all'accumulatore di calore sotto il pavimento, eliminiamo virtualmente le perdite al suolo. In questo modo, un'orangerie adeguatamente progettata consente il contatto con il verde tutto l'anno, senza svuotare le nostre tasche con le bollette energetiche.
Windows
Nel numero precedente, ho descritto i metodi per ottimizzare le partizioni degli edifici, escluse le finestre. Non è stato un incidente. Le finestre sono un tipo unico di partizione dell'edificio grazie alla loro multifunzionalità, inclusa la funzione storicamente estremamente importante di fornire aria fresca agli spazi abitativi. Analogamente alle pareti esterne, le finestre devono fornire protezione dal freddo, dal caldo, dal vento, dalla pioggia, dai rumori esterni e dalle intrusioni di ospiti non invitati. D'altra parte, dovrebbero far entrare più luce solare possibile nella casa, ma soprattutto dovrebbero fornire una vista sul giardino e sull'area circostante.
Nella costruzione modernista, quest'ultima funzione è diventata così importante che si costruiscono case di vetro anche quando la vista dalle finestre è poco interessante e al massimo si possono ammirare il frutto del lavoro del decoratore di interni e la ricchezza finanziaria dei residenti. E non sempre…
Sfortunatamente, le funzioni protettive e "ottiche" della finestra sono in conflitto. Più ci proteggono dalle perdite di calore, più devono avere i vetri, che purtroppo riducono anche i guadagni di calore solare. Questa contraddizione colpisce soprattutto gli amanti delle viste panoramiche, che ricevono un'immagine grande, ma di solito peggiore rispetto alle finestre con doppi vetri. Questo possibile deterioramento della vista sarà particolarmente doloroso quando si tratta - come nel caso di ADD - di un bel giardino.
Le grandi finestre non sono solo dispersioni di energia, ma anche stanze meno intime e assidue senza pareti per sistemare i mobili. Tuttavia, se manteniamo la moderazione, ovvero il rapporto tra l'area della finestra e il pavimento non supera 0,25 e ci assicuriamo che la maggior parte delle finestre si trovi sul prospetto meridionale, orientale e occidentale, potrebbero essere neutre dal punto di vista energetico o addirittura dare guadagni in eccesso rispetto alle perdite di calore.
Perché ciò avvenga, devono essere soddisfatte diverse condizioni. Innanzitutto, quando si sceglie una finestra, assicurarsi che i suoi telai anta e il telaio (profili) abbiano i migliori parametri di isolamento termico possibili, ovvero il valore più basso possibile del coefficiente di scambio termico Uf. I buoni profili hanno Uf x 1,0 W / (m2K). Questa regola non si applica alla vetratura. Qui, dovresti sempre assicurarti che il telaio che separa i vetri sia di plastica (caldo) e non di alluminio (questo abbassa il coefficiente di scambio termico dell'intera finestra Uw di almeno 0,1).
Tuttavia, la scelta della vetrata stessa non è così ovvia. Dobbiamo tenere in considerazione non solo il valore del suo coefficiente di scambio termico Ug, ma anche il suo coefficiente di trasmittanza totale dell'energia solare g.
Sfortunatamente, più basso è il valore Ug, minore è il valore g. Ciò significa che paghiamo per meno perdite di calore con meno guadagni di energia solare . Pertanto, la selezione di una vetrata richiede un'ottimizzazione e può differire a seconda del lato del mondo su cui si affaccia la facciata.
Persiane. I vantaggi dell'installazione di tapparelle esterne sono indiscutibili. Secondo una ricerca tedesca, le tapparelle che si chiudono automaticamente di notte riducono la perdita di calore attraverso le finestre di circa il 30%.
Analizziamo quindi il bilancio energetico per finestre con diverse unità di vetro - assumendo il valore dell'energia della radiazione solare che cade durante la stagione di riscaldamento sulla partizione verticale sulla facciata sud nella quantità di 350 kWh / m2 e, rispettivamente, 235 kWh / m2 - sulla facciata est, a seguito dell'ordinanza sulla certificazione energetica degli edifici, 220 kWh / m2 - a ovest e 80 kWh / m2 - a nord.
Il bilancio termico per i tre tipi di finestre più diffusi sul mercato è presentato nella Tabella 1. Per tutte le finestre, assumiamo l'uso di profili caldi con un coefficiente di trasferimento del calore non superiore a Uf = 1,0 W / (m2K) e telai distanziatori caldi nei pacchetti. La prima è la finestra a triplo vetro più costosa con due rivestimenti a bassa emissione, la seconda è la finestra con il vetro più economico e la terza è una finestra a doppio vetro con un rivestimento a bassa emissione e un'elevata trasmissione di radiazioni.
Come possiamo vedere, in una casa progettata correttamente con il maggior numero di finestre sul prospetto sud e il minimo - sul prospetto nord, le finestre con il peggior indice Ug, ma il miglior g ha il miglior bilancio energetico. La finestra a triplo vetro più costosa con Ug = 0,5 W / (m2K) ) ha il miglior equilibrio solo sul prospetto nord.
La scelta delle finestre per una casa autonoma è particolarmente importante. Sono progettati per fornire quanta più luce solare possibile e proteggere dalla perdita di calore, e allo stesso tempo devono essere economici per rendere accessibile la casa. Come si può vedere dalla tabella 1, queste condizioni sono ben soddisfatte da finestre economiche con tapparelle.
Ventilazione
Storicamente, una delle funzioni più importanti delle finestre è stata quella di fornire aria fresca all'interno della casa. In estate l'aria entrava nelle stanze attraverso le finestre aperte, in primavera e in autunno attraverso il gioco di battuta, cioè lo spazio tra il telaio e il telaio della finestra, e in inverno lo spazio veniva ridotto bloccandolo faticosamente con, ad esempio, cotone idrofilo.
Stufe da cucina e in maiolica, caminetti e capre servivano come estrazione dell'aria di scarico. Quando nel XX secolo iniziò a essere utilizzato il riscaldamento centralizzato, divennero popolari i condotti di ventilazione conosciuti dall'antichità. Costruiti in cucine, bagni e servizi igienici, hanno rimosso l'aria usata con l'umidità in eccesso.
Il Novecento, e soprattutto la sua seconda metà, ha portato cambiamenti che hanno influenzato in modo significativo l'importanza del problema della ventilazione. I successi senza precedenti dell'industria chimica hanno portato alla comparsa di un'enorme quantità di composti organici, in particolare plastica, sia negli elementi da costruzione che nell'arredamento della casa.
Tutti questi materiali emettono composti organici volatili nell'aria. Questi, a loro volta, vanno direttamente al nostro flusso sanguigno attraverso i polmoni. Gli effetti tossici di questi composti hanno portato alla comparsa di nuove entità patologiche, come la sindrome da edificio malato, la sindrome da ipersensibilità chimica o la sindrome da affaticamento cronico.
L'unico modo per evitare questi sintomi è una ventilazione efficiente e l'uso di materiali a basse emissioni nella costruzione delle case. L'esigenza di una ventilazione efficace incontra un serio ostacolo sotto forma di norme di legge edilizia, che consentono l'uso della ventilazione naturale negli edifici di nuova costruzione, chiamata anche abbastanza fuorviante gravitazionale, sebbene a differenza della gravità sia estremamente chimerica. Per sua natura ha dei limiti che lo rendono praticamente mai ventilato nella quantità necessaria alla nostra salute. A temperature esterne superiori a 12 ° C, questa ventilazione smette di funzionare rapidamente.In inverno, invece, contribuisce al raffrescamento degli ambienti a causa dell'eccessivo ricambio d'aria dovuto all'aumentata differenza di temperatura tra l'interno della casa e l'ambiente circostante.
Energia necessaria per riscaldare la quantità normativa di aria di ventilazione per un edificio con una superficie di 144 m2 e un'altezza della stanza di 2,7 m, con una cucina a gas (70 m3 / h), due bagni (2 × 50 m3 / h) e una toilette separata (30 m3 / h) ) e tenendo conto dell'aria che entra negli ambienti attraverso le perdite nei tramezzi degli edifici in modo incontrollato sotto l'influenza del vento, arriva fino a 58 kWh / m2 all'anno.
Come puoi vedere da questo, è impossibile costruire una casa autonoma con ventilazione a gravità. Per eliminare queste perdite, è necessario utilizzare l'alimentazione meccanica e la ventilazione di scarico con un recupero altamente efficiente e una perfetta tenuta dell'edificio. Quindi, ipotizzando un'efficienza del 90% del recuperatore, la richiesta di calore per riscaldare l'aria di ventilazione scenderà dieci volte, fino a 5 kWh / m2 / anno.
Contrariamente alle apparenze, un tale investimento non è molto più costoso di un sistema di ventilazione a gravità, il cui costo dovrebbe essere stimato intorno ai 12.000 (fondamenta, condotti, camini). Per questo importo, è possibile installare la ventilazione di alimentazione e di scarico con recupero, se è immediatamente previsto nel progetto di costruzione. Così, praticamente allo stesso prezzo, otteniamo una ventilazione efficace con aria filtrata e quindi priva di polvere, un efficace isolamento dai rumori esterni e, come se non bastasse, un enorme risparmio energetico, e quindi anche denaro.
Continua
Gli aspetti costruttivi della Casa Autonoma Accessibile e le soluzioni per la sua ventilazione sono ovviamente elementi estremamente importanti del progetto descritto. Nel nostro clima, invece, sono indispensabili i problemi tecnici legati al riscaldamento domestico, nonché - che non è legato alla collocazione geografica - alla preparazione dell'acqua calda. ADD utilizza, tra le altre cose, celle ibride PTV, un accumulatore di calore a terra e un camino con camicia d'acqua. Ne parleremo nel prossimo episodio della nostra serie - tra un mese.
