Há anos que promovemos a construção de casas com eficiência energética em "Ładny Domu". Não há dúvida de que é a energia utilizada na habitação que tem um impacto negativo no meio ambiente.
Nossa Casa Autônoma Acessível tem demanda quase zero de energia de fontes não renováveis, e pequenos gastos com aumento do padrão energético garantem sua disponibilidade.
Fundações
A escolha do método de implantação da Casa Autônoma Acessível não é tão óbvia quanto parece.
O método mais popular de fundação de uma casa unifamiliar sobre alicerce de concreto, em termos de resistência, só funciona quando há pelo menos algum solo de suporte ao nível da fundação. Se este não for o caso, devemos levar em consideração sua substituição custosa ou escolher uma fundação igualmente cara em estacas ou poços.
No entanto, há um problema ainda maior que até agora foi completamente esquecido pelos designers. Bem, a fundação tradicional é um grande radiador que transfere para o solo o calor que flui da casa através das paredes do piso térreo e da laje. Esta situação não é alterada nem mesmo por um isolamento muito bom do lado externo das paredes da fundação e de toda a superfície do piso no solo.
No entanto, enquanto em casas "frias", ou seja, aquelas construídas de acordo com os requisitos de energia extremamente suaves em vigor na Polônia (embora seja reconhecido pelo legislador como racional), pode não ser particularmente importante, em casas com economia de energia. uma enorme ponte térmica - que é uma fundação tradicional - não pode ser omitida.
Portanto, se não podemos nos permitir - devido aos enormes e sempre crescentes custos de aquecimento - construir de acordo com a "racionalidade" do governo, e em particular se queremos que a casa seja economicamente acessível em termos do menor somatório de custos de sua construção e operação, então colocá-la em um clássico fundação deve ser excluída.
Fundação da placa. A única solução "certa" aqui é uma placa de fundação de concreto armado, feita de isolamento térmico sólido feito de placas de poliestireno rígido. Uma vantagem adicional de tal placa é que, devido à sua grande superfície e, portanto, à baixa pressão sobre o solo, é possível construir uma casa nela mesmo em solos não sustentáveis, que geralmente são mais baratos.
A laje de fundação tem outra vantagem - pode acomodar tubos de aquecimento radiante à base de água, o que reduzirá os custos de investimento. Além disso, os mesmos tubos podem nos fornecer ar condicionado confortável e gratuito no verão.
Fundação tradicional com poderosa ponte térmica! Vamos tentar determinar a perda de calor por meio da fundação tradicional. De acordo com a norma, o coeficiente de perda de calor pelo contato entre o piso e as paredes do térreo e a parede de fundação é de 0,8 W / (mK). Assumindo que as fundações e paredes de fundação (externa e interna) têm aproximadamente 50 m de comprimento em uma casa com área térrea de 100 m2, obtemos o valor de 0,8 × 50 = 40 W / K; isso significa que precisamos de até 3.750 kWh de calor por ano para cobrir essas perdas.
Mesmo para casas construídas com um padrão energético extremamente consumidor de energia (definido nas condições técnicas que os edifícios devem cumprir - ao contrário dos factos óbvios - como racionais), isso significa cerca de 13% da procura total de calor para aquecimento. Portanto, é mais do que escapar por todo o piso - muito mal isolado, embora de acordo com a regulamentação - no solo.
Em nossa Casa Autônoma Acessível, a demanda total de calor para aquecimento é menor do que as perdas através da ponte de calor de "fundação", que é a parede e a sapata. Portanto, colocá-lo da maneira tradicional em bancos não deve ser usado aqui!
Acumulador de calor. Em nossa casa, precisamos de um local para armazenamento de calor do solo, obtido no verão como subproduto da produção de eletricidade em células PV-T híbridas.
O solo sob o edifício é um bom lugar para esse contêiner. Graças à sua alta temperatura, podemos resignar-nos da camada de 40 cm de isolamento térmico do piso no solo, o que é lucrativo em soluções tradicionais, e contentar-nos com apenas uma camada de poliestireno de 15-20 cm colocada sob a laje de fundação, o que evitará que os quartos superaquecem no verão pelo calor acumulado sob a casa.
Paredes exteriores
Escolher o tipo de parede externa para um ADD é extremamente importante. Em primeiro lugar, porque nas casas unifamiliares representam quase metade da área de todas as divisórias externas e, portanto, são responsáveis por uma parte significativa das perdas de calor. Em segundo lugar - eles são um elemento importante da estrutura da casa e devem atender aos requisitos de resistência adequados. E em terceiro lugar - as janelas e portas são instaladas neles, o que gera mais requisitos de energia (pontes de calor) e design (por exemplo, lintéis).
A combinação de todos esses requisitos não é simples, em primeiro lugar porque os materiais com alta resistência estrutural são isolantes térmicos e vice-versa - o que isola bem, transfere mal as cargas.
Alguma história. A construção moderna é, em grande medida, uma tentativa de conciliar a resistência e o isolamento das paredes externas. As primeiras ideias foram, pode-se dizer, extensas. Dois materiais básicos de construção - madeira e tijolo - foram usados em excesso em termos de suas propriedades estruturais, a fim de melhor proteger contra a perda de calor. Portanto, tínhamos paredes com espessura de dois tijolos (50 ÷ 60 cm) e toras de madeira (20 ÷ 40 cm), embora do ponto de vista da construção pudessem ser muito mais finas.
Em seguida, surgiram soluções em forma de paredes com vazios de ar, tanto em tijolo quanto em madeira (esqueleto), reduzindo o consumo de materiais e aumentando sua resistência térmica.
A enorme oferta de energia que caracteriza a era industrial não impediu a busca por materiais que permitissem construir casas mais quentes e mais baratas. Na construção de madeira, a construção de moldura leve conquistou o mercado e cada vez mais buracos surgiram no tijolo, ou seja, a era dos blocos de cerâmica.
O concreto passou a competir com o mercado de tijolos vazados e cerâmicas. Surgiram os concretos espumados, mas também as cerâmicas porosas, procurando um compromisso entre o isolamento e a resistência à compressão dos materiais das paredes. Cada um dos materiais para construção de paredes externas que surgiram resolveu um problema e conquistou uma fatia do mercado.
As tecnologias de isolamento e materiais de construção destinados à construção de paredes sanduíche também se desenvolveram. Ao invés de buscar um compromisso entre isolamento e estrutura, eles otimizam o uso de propriedades estruturais e isolantes cada vez melhores de cada um desses materiais.
Uma parede para a Casa Autónoma Acessível. Um designer contemporâneo pode escolher entre dezenas de variantes de uma parede externa, e cada uma delas é, segundo o vendedor, a melhor. A escolha racional do tipo de parede externa nesta situação é muito difícil. É ainda mais difícil escolher a tecnologia para ADD, devido ao pressuposto de que a única fonte de energia para seu aquecimento será o armazenamento de calor do solo sob o edifício.
Devido às perdas de calor, a temperatura do solo não pode exceder 30 graus C. Consequentemente, a temperatura máxima de fornecimento do aquecimento radiante da água, que depende da procura de energia, determina a capacidade do depósito subterrâneo. Se quisermos que não exceda 25 graus C, a demanda de energia deve estar no nível de 16 W / m2, de modo que o coeficiente de transferência de calor da parede (levando em consideração todas as pontes térmicas!) Não deve ser superior a U = 0,1 W / (m2K). Além disso, a solução deve ser o mais barata possível para que a casa seja economicamente acessível.
Em nossas considerações, portanto, rejeitamos inicialmente paredes de camada única, devido à incapacidade de eliminar totalmente as pontes de calor na junção da marcenaria com a parede. Temos uma escolha de paredes de sanduíche.
Ainda é uma escolha enorme, mas é tão mais fácil que assumimos uma espessura de parede máxima de 50 cm devido ao acesso da luz do dia aos quartos. Podemos escolher entre várias variantes em duas tecnologias. O primeiro é uma parede feita de elementos de pequeno tamanho e o segundo - um monólito de concreto armado, ou seja, pré-fabricação em uma fábrica de casa ou em um canteiro de obras.
Ponto de condensação da água. Simulações da ocorrência do ponto de orvalho, ou seja, um local próximo à superfície externa da parede, onde - com certa umidade - o vapor de água se transforma em água, resultou no abandono da tecnologia de alvenaria de parede com elementos de pequeno porte. Este ponto ocorre em todas as divisórias feitas de materiais porosos. Até agora, com o enorme consumo de energia dos edifícios permitido pela lei da construção, este fenômeno não importava, desde que a quantidade de umidade condensada fosse tão pequena que pudesse evaporar no verão. No entanto, se tivermos que construir uma parede com o coeficiente U = 0,1 W / (m2K), a condensação do vapor de água o impede; a umidade do material de construção causa uma diminuição no seu desempenho de isolamento.
Pré-fabricação no canteiro de obras. A solução acabou sendo paredes monolíticas pré-fabricadas feitas diretamente no local. Eles têm várias vantagens exclusivas. Existe uma camada de betão armado com 5 cm de espessura vinda do interior da casa, que permite pendurar prateleiras e armários. Ao mesmo tempo, a parede tem uma capacidade de calor suficientemente grande para otimizar os ganhos de calor solar e vivo.
Apesar da pequena espessura, a laje conecta e enrijece dois postes de concreto armado de 7,5 × 15 cm, que são o arranjo estrutural da casa. Uma parede monolítica isolada do exterior com 25 cm de poliestireno com x = 0,031 W / (mK) permite obter U = 0,1 W / (m2K), porque nela não há ponto de orvalho. Também não há pontes de calor entre a parede e a carpintaria (graças à instalação de janelas na camada de isolamento) e no local onde o teto fica acima do térreo (graças ao uso de uma camada de 25 cm de poliestireno como fôrma para verter a guirlanda).
Paredes de joelho do sótão. O sótão do empreendimento ADD possui uma parede de joelho longitudinal em concreto armado em uma fôrma de poliestireno e OSB. Graças a esta estrutura, a parede não só transfere cargas da cobertura, mas também apresenta um excelente valor de coeficiente de U = 0,09 W / (m2K).
O telhado e as paredes de empena do sótão A
estrutura em viga do telhado é isolada com 30 cm de lã mineral com o coeficiente x = 0,035 W / (mK). O isolamento térmico é coberto com uma barreira de vapor feita de folha refletiva.
Parte sul do telhado. Ele é projetado para obter energia solar. Como supomos um aumento dos custos de energia e, ao mesmo tempo, um rápido desenvolvimento da tecnologia, a cobertura deve ser adaptada à simples substituição de células por novas mais eficientes. A solução que propomos é um invólucro OSB (ou similar) com um sistema de montagem universal acoplado, coberto com uma capa de poliuretano multicamadas. Permite a instalação de uma série de células híbridas adequadas às atuais condições econômicas.
Inclinação do telhado norte. Possui uma estrutura que permite manter uma camada de relva e musgo na inclinação da cobertura. Sua função é reter e purificar a água da chuva, assim como a cinza (esgoto de pias, chuveiros, banheiras e máquinas de lavar). Devido a estes requisitos, a parte norte da cobertura, bem como as coberturas da garagem, hobby e alpendre de entrada, são feitas com a mesma tecnologia.
Paredes de empena do sótão. Eles têm o mesmo coeficiente de transferência de calor que o telhado - U = 0,09 W / (m2K). Eles serão feitos com a tecnologia de uma moldura de madeira leve preenchida com poliestireno e - como toda a casa - serão isolados por fora com uma camada de isopor de 25 cm.
Janelas verticais e de telhado
A seleção de janelas para a Casa Autônoma, no contexto de sua multifuncionalidade, é muito importante. As janelas devem fornecer-nos o máximo de luz solar possível, proteger contra a perda de calor e fornecer a vista mais não distorcida do jardim.
Infelizmente, quanto melhor as janelas protegem contra a perda de calor, menos energia solar normalmente penetra nos quartos no inverno. Portanto, antes de escolher as janelas, vale a pena comparar:
- perdas, que dependem do coeficiente de
transmissão de calor Uw, - com ganhos, que dependem do coeficiente de transmissão de energia solar g.
Cálculos simples mostram que muitas vezes para janelas nas fachadas oeste e leste, e quase sempre na fachada sul, janelas caras chamadas de passivas pelos produtores têm um balanço de lucros e perdas pior do que as mais baratas com uma unidade de envidraçamento com Ug = 1,1 W / (m2K ) e g = 0,67.
E se adicionarmos persianas de enrolar às janelas, que têm uma série de funções adicionais além da proteção térmica, o equilíbrio entre ganhos e perdas é ainda mais favorável. Além disso, os conjuntos de vidros multicâmaras deformam ligeiramente a imagem do mundo exterior, o que limita a sua utilização numa casa com um belo jardim.
Mais sobre a Casa Autônoma
A tecnologia e construção da Casa Autônoma Acessível são elementos extremamente importantes do projeto descrito. No entanto, outras soluções já adoptadas, já descritas por nós (ver as palavras e frases de ligação), são muito importantes no domínio de:
- instalações eléctricas com células híbridas, produzindo electricidade não só para as necessidades do lar, mas também para venda - leia AQUI
- aquecimento - leia AQUI,
- refrigeração e ventilação com recuperação de calor - leia AQUI,
- instalações de água quente e fria,
- e redes de esgoto com estação de tratamento de esgoto doméstico e uso de esgoto cinza - veja AQUI.
