Da anni promuoviamo la costruzione di case ad alta efficienza energetica a "Ładny Domu". Non c'è dubbio che è l'energia consumata dalle abitazioni ad avere un impatto negativo sull'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.
Fondazioni
La scelta del metodo per istituire la Casa Accessibile Autonoma non è così ovvia come sembra.
Il metodo più diffuso di fondazione di una casa unifamiliare su basamenti in calcestruzzo, in termini di resistenza, funziona solo quando a livello di fondazione è presente almeno un terreno portante. Se questo non è il caso, dobbiamo tener conto della sua costosa sostituzione o scegliere una fondazione altrettanto costosa su pali o pozzi.
Tuttavia, c'è un problema ancora più grande che finora è stato completamente ignorato dai designer. Ebbene, la base tradizionale è un grande radiatore che trasferisce a terra il calore che scorre dalla casa attraverso le pareti del piano terra e il solaio. Questa situazione non viene modificata nemmeno da un ottimo isolamento dall'esterno dei muri di fondazione e dell'intera superficie del pavimento a terra.
Tuttavia, mentre nelle case "fredde", cioè quelle costruite secondo i requisiti energetici estremamente miti in vigore in Polonia (sebbene riconosciuti dal legislatore come razionali), può non essere particolarmente importante, nelle case a risparmio energetico questo non può essere tralasciato un enorme ponte termico, che è una fondazione tradizionale.
Quindi, se non possiamo permetterci - a causa degli enormi e in costante aumento dei costi del riscaldamento - di costruire secondo la "razionalità" del governo, e in particolare se vogliamo che la casa sia economicamente accessibile in termini della più bassa somma dei costi di costruzione e gestione, allora collocandola su un classico fondazione dovrebbe essere esclusa.
Piastra di fondazione. L'unica soluzione "corretta" qui è una piastra di fondazione in cemento armato, costituita da un solido isolamento termico costituito da pannelli di polistirene duro. Un ulteriore vantaggio di una tavola del genere è che a causa della sua ampia superficie, e quindi della bassa pressione al suolo, è possibile mettere una casa su di essa anche su terreni non portanti, solitamente più economici.
La lastra di fondazione ha un altro vantaggio: può ospitare tubi di riscaldamento a pavimento a base d'acqua, riducendo i costi di investimento. Inoltre le stesse tubazioni possono fornirci aria condizionata confortevole e gratuita in estate.
Fondazione tradizionale con un potente ponte termico! Proviamo a determinare la dispersione termica attraverso il fondotinta tradizionale. Secondo la norma, il coefficiente di dispersione termica attraverso il contatto tra il pavimento e le pareti del piano terra e il muro di fondazione è di 0,8 W / (mK). Supponendo che le fondazioni e i muri di fondazione (esterni ed interni) siano lunghi circa 50 m in una casa con una superficie al piano terra di 100 m2, il valore è 0,8 × 50 = 40 W / K; questo significa che abbiamo bisogno fino a 3.750 kWh di calore all'anno per coprire queste perdite.
Anche per le case costruite secondo uno standard energetico a elevato consumo energetico (definito nelle condizioni tecniche che gli edifici dovrebbero soddisfare - contrariamente a fatti ovvi - come razionali), significa circa il 13% della domanda totale di calore per il riscaldamento. È quindi più che sfuggirgli attraverso l'intero - molto poco isolato, anche se a norma - pavimento a terra.
Nella nostra Casa Autonoma Accessibile, il fabbisogno termico totale per il riscaldamento è inferiore alle perdite attraverso i ponti termici "di fondazione", che sono il muro e il basamento. Pertanto, posizionarlo in modo tradizionale sulle panchine non dovrebbe assolutamente essere utilizzato qui!
Accumulatore di calore. Nella nostra casa abbiamo bisogno di un luogo per un accumulo di calore a terra, ottenuto in estate come sottoprodotto della produzione di elettricità in celle ibride PV-T.
Il terreno sotto l'edificio è un buon posto per un tale contenitore. A causa della sua elevata temperatura, possiamo rinunciare allo strato di isolamento termico di 40 cm del solaio a terra, vantaggioso nelle soluzioni tradizionali, e accontentarci di uno strato di polistirolo di soli 15-20 cm posto sotto la soletta di fondazione, che eviterà il surriscaldamento degli ambienti in estate a causa del calore accumulato sotto casa.
Mura esterne
La scelta del tipo di muro esterno per un ADD è estremamente importante. In primo luogo, perché nelle case unifamiliari rappresentano quasi la metà dell'area di tutte le partizioni esterne e, quindi, sono responsabili di una parte significativa della perdita di calore. In secondo luogo: sono un elemento importante della struttura della casa e devono soddisfare i requisiti di resistenza appropriati. In terzo luogo, sono installate finestre e porte, il che genera ulteriori requisiti energetici (ponti termici) e requisiti di costruzione (ad esempio architravi).
La combinazione di tutti questi requisiti non è facile, prima di tutto perché i materiali con un'elevata resistenza strutturale sono isolanti termici e viceversa: ciò che isola bene trasferisce male i carichi.
Un po 'di storia. La costruzione moderna è in gran parte un tentativo di conciliare la forza e l'isolamento delle pareti esterne. Le prime idee erano, si potrebbe dire, ampie. Due materiali da costruzione di base - legno e mattoni - sono stati utilizzati in eccesso in termini di proprietà strutturali per proteggere meglio dalla dispersione di calore. Avevamo quindi pareti dello spessore di due mattoni (50 ÷ 60 cm) e tronchi di legno (20 ÷ 40 cm), anche se dal punto di vista costruttivo avrebbero potuto essere molto più sottili.
Poi c'erano soluzioni sotto forma di pareti con intercapedini d'aria, sia in mattoni che in legno (telaio), riducendo il consumo di materiali e aumentando la loro resistenza termica.
L'enorme fornitura di energia che caratterizza l'era industriale non ha fermato la ricerca di materiali che permettessero di costruire case più calde più economiche. Nella costruzione in legno, il mercato è stato conquistato dalla costruzione a telaio leggero e sempre più buchi sono apparsi nel mattone, cioè l'era dei mattoni cavi in ceramica.
Il calcestruzzo ha iniziato a competere con il mercato dei mattoni forati e della ceramica. Apparvero cemento espanso, ma anche ceramiche porose, alla ricerca di un compromesso tra la capacità di isolamento e la resistenza a compressione dei materiali murari. Ciascuno dei materiali per la costruzione di pareti esterne che appariva ha risolto un problema e ha vinto un pezzo di mercato.
Si sono sviluppate anche le tecnologie dei materiali isolanti e da costruzione destinati alla realizzazione di pareti sandwich. Invece di cercare un compromesso tra isolamento e struttura, ottimizzano l'uso delle proprietà strutturali e isolanti sempre migliori di ciascuno di questi materiali.
Un muro per la Casa Accessibile Autonoma. Un designer contemporaneo può scegliere tra decine di varianti di una parete esterna, e ognuna di esse è, secondo il venditore, la migliore. Una scelta razionale del tipo di muro esterno in questa situazione è molto difficile. È ancora più difficile scegliere la tecnologia per ADD, a causa del presupposto che l'unica fonte di energia per il suo riscaldamento sarà l'accumulo di calore a terra sotto l'edificio.
A causa delle perdite di calore, la temperatura del terreno non può superare i 30 gradi C. Di conseguenza, la temperatura massima di mandata del riscaldamento a pavimento ad acqua, che dipende dalla potenza richiesta, determina la capacità del serbatoio di terra. Se vogliamo che non superi i 25 gradi C, la potenza richiesta deve essere al livello di 16 W / m2, quindi il coefficiente di scambio termico della parete (tenendo conto di tutti i ponti termici!) Non deve essere superiore a U = 0,1 W / (m2 · K). Inoltre, la soluzione deve essere il più economica possibile affinché la casa sia economicamente conveniente.
Nelle nostre considerazioni, quindi, abbiamo inizialmente scartato le pareti monostrato, a causa dell'impossibilità di eliminare completamente i ponti termici in corrispondenza della giunzione della falegnameria con il muro. Abbiamo una scelta di pareti sandwich.
È ancora una scelta vasta, ma più facile perché abbiamo ipotizzato uno spessore massimo di 50 cm per via dell'accesso della luce diurna alle stanze. Abbiamo una scelta di diverse varianti in due tecnologie. Il primo è un muro fatto di elementi di piccole dimensioni e il secondo - un monolite in cemento armato, ad es. Prefabbricazione in una fabbrica di case o in un cantiere.
Punto di rugiada. La simulazione del verificarsi del punto di rugiada, cioè un luogo in prossimità della superficie esterna del muro, dove - ad una certa umidità - il vapore acqueo si trasforma in acqua, ha comportato l'abbandono della tecnologia della muratura del muro con elementi di piccole dimensioni. Questo punto si verifica in tutte le partizioni realizzate con materiali porosi. Fino ad ora, con l'enorme consumo energetico degli edifici consentito dalla legge edilizia, questo fenomeno non aveva importanza, purché la quantità di umidità condensata fosse così piccola da riuscire ad evaporare in estate. Tuttavia, se dobbiamo costruire un muro con il coefficiente U = 0,1 W / (m2K), la condensazione del vapore acqueo lo rende impossibile; l'umidità del materiale da costruzione provoca una diminuzione delle sue prestazioni di isolamento.
Prefabbricazione in cantiere. La soluzione si è rivelata essere pareti monolitiche prefabbricate, realizzate direttamente in cantiere. Hanno diversi vantaggi unici. C'è uno strato di cemento armato spesso 5 cm dall'interno della casa, che consente di appendere mensole e armadi. Allo stesso tempo, la parete ha una capacità termica sufficientemente grande per utilizzare in modo ottimale i guadagni di calore solare e vivente.
Nonostante il piccolo spessore, la soletta collega e irrigidisce due pali in cemento armato 7,5 × 15 cm, che costituiscono la disposizione strutturale della casa. Una parete monolitica isolata dall'esterno con 25 cm di polistirolo con x = 0,031 W / (mK) permette di ottenere U = 0,1 W / (m2K), perché in essa non c'è punto di rugiada. Inoltre non sono presenti ponti termici tra muro e carpenteria (grazie all'installazione di finestre nello strato isolante) e nel luogo in cui il soffitto poggia sopra il piano terra (grazie all'utilizzo di uno strato di polistirolo da 25 cm come cassaforma per il versamento della corona).
Pareti del ginocchio attico. L'attico nel progetto ADD ha un muro longitudinale del ginocchio in cemento armato in una cassaforma in polistirolo e OSB. Grazie a questa struttura, la parete non solo trasferisce i carichi dal tetto, ma ha anche un ottimo coefficiente di U = 0,09 W / (m2K).
Il tetto e le pareti del sottotetto La
struttura della trave a travetto del tetto è isolata con 30 cm di lana minerale con il coefficiente x = 0,035 W / (mK). L'isolamento termico è ricoperto da una barriera al vapore in pellicola riflettente.
Parte sud del tetto. Ha lo scopo di ottenere energia solare. Poiché ipotizziamo un aumento dei costi energetici e, allo stesso tempo, un rapido sviluppo tecnologico, il tetto deve essere adattato alla semplice sostituzione di celle con celle nuove e più efficienti. La soluzione che proponiamo è una guaina in OSB (o similare) con annesso un sistema di assemblaggio universale, ricoperta da una copertura in poliuretano multistrato. Consente l'installazione di un numero di celle ibride adeguate alle attuali condizioni economiche.
Pendenza del tetto nord. Ha una struttura che permette di mantenere uno strato di erba e muschio in pendenza del tetto. Il loro compito è quello di trattenere e purificare l'acqua piovana, nonché le acque grigie (liquami di lavabi, docce, vasche da bagno e lavatrici). Per queste esigenze, la parte nord del tetto, così come i tetti del garage, della sala hobby e del portico d'ingresso, sono realizzati con la stessa tecnologia.
Pareti a timpano attico. Hanno lo stesso coefficiente di scambio termico del tetto - U = 0,09 W / (m2K). Saranno realizzati con la tecnologia di un telaio in legno leggero riempito di polistirolo e - come tutta la casa - saranno isolati dall'esterno con uno strato di polistirolo di 25 cm.
Finestre verticali e da tetto
La scelta delle finestre per la Casa Autonoma, nel contesto della loro multifunzionalità, è molto importante. Le finestre dovrebbero fornirci quanta più luce solare possibile, proteggerci dalla perdita di calore e fornire la vista più indistorta del giardino.
Sfortunatamente, meglio le finestre proteggono dalla dispersione di calore, meno l'energia solare penetra solitamente nelle stanze in inverno. Pertanto, prima di scegliere le finestre, è opportuno confrontare:
- perdite che dipendono dal coefficiente di scambio termico Uw,
- con guadagni che dipendono dal coefficiente di trasferimento dell'energia solare g.
Semplici calcoli mostrano che spesso per le finestre sulle facciate occidentale e orientale, e quasi sempre sulla facciata meridionale, le finestre costose chiamate passive dai produttori hanno un rapporto profitti e perdite peggiore rispetto a quelle più economiche con un'unità di vetratura con Ug = 1,1 W / (m2K ) e g = 0,67.
E se aggiungiamo le tapparelle alle finestre, che hanno una serie di funzioni aggiuntive oltre alla protezione termica, il bilancio di profitti e perdite è ancora più favorevole. Inoltre, i vetri multicamera deformano leggermente l'immagine del mondo esterno, il che limita il loro utilizzo in una casa con un bellissimo giardino.
Maggiori informazioni sulla Casa Autonoma
La tecnologia e la costruzione della Casa Autonoma Accessibile sono elementi estremamente importanti del progetto descritto. Tuttavia, altre soluzioni già adottate, già descritte da noi (vedi link parole e frasi), sono molto importanti nel campo di:
- installazione elettrica con celle ibride, che produce energia elettrica non solo per il fabbisogno domestico, ma anche per la vendita - leggi QUI
- riscaldamento - leggi QUI,
- raffreddamento e ventilazione con recupero di calore - vedi QUI,
- impianti di acqua calda e fredda,
- e sistemi fognari con un impianto di depurazione domestica e utilizzo di acque grigie - vedi QUI.
