Casa ecológica con necesidades mínimas de calefacción

El contenido del artículo

• La historia de la creación de una casa pasiva.
• Componentes de la casa pasiva
• Ubicación de la casa ecológica
• Materiales de construcción
• Aislamiento térmico
• Acristalamiento
• Ventilación
• Calefacción
• Encendiendo
• En conclusión

En este artículo: la primera casa ecológica: el iglú esquimal; Desarrollos europeos de la casa pasiva; requisitos para la ubicación de la casa; se requiere aislamiento térmico de todos los elementos estructurales de una casa ecológica; cómo proporcionar suministro de aire en una casa pasiva; calefacción económica.

Hace aproximadamente un siglo, la solución final al problema de proporcionar energía térmica a las casas se vio en la transición a la calefacción por convección, ya que había abundancia de hidrocarburos en Rusia. El suministro de calefacción central, que abastecía de agua caliente a los edificios residenciales y de oficinas, funcionaba con altas pérdidas de calor durante el transporte, “malcriaba” a los ciudadanos con accidentes periódicos, pero todo se compensaba con los bajos precios. Hoy en día, la red de calefacción no funciona mejor, pero sus precios han aumentado significativamente, lo que se explica por el constante aumento de los precios mundiales de los hidrocarburos. La única forma de ahorrar en las facturas de calefacción es reducir su consumo reduciendo la pérdida de calor de los elementos estructurales del edificio. Y para este propósito, se están desarrollando y erigiendo edificios de un tipo especial: eco-casas o, como también se les llama, casas pasivas..

La historia de la creación de una casa pasiva.

A lo largo de los milenios, la humanidad ha avanzado seriamente en la construcción de varias estructuras, pero no ha resuelto el problema de la pérdida de calor, prefiriendo compensarlo con el desarrollo de equipos de calefacción. De hecho, incluso hace tres décadas, no había necesidad de ahorrar recursos energéticos, ya que costaban a los consumidores de forma bastante económica. No ha pasado mucho tiempo desde entonces, pero los precios de los servicios públicos han aumentado significativamente y la única forma de reducirlos es adquiriendo viviendas energéticamente eficientes..

La primera casa ecológica de este tipo fue creada por las personas que tradicionalmente vivían en la parte norte de nuestro planeta: los esquimales. En los territorios polares de Europa, los recursos energéticos estaban casi completamente ausentes, incluso la madera ordinaria era una rareza. Además, el único «material de construcción» disponible para los esquimales siempre y en abundancia era solo nieve. Sí, la casa pasiva de la gente del norte se creó precisamente a partir de la nieve: se llama iglú, está diseñada con ladrillos de nieve y tiene la forma de una cúpula..

Hay dos fuentes de calor en el iglú esquimal: lámparas llenas de grasa de ballena o de foca, así como radiación de calor de los cuerpos de los hogares. La casa de nieve mantiene perfectamente el calor, después de un corto tiempo se crea una temperatura agradable para una persona de hasta +18 ° C, y los ladrillos de nieve absorben el exceso de humedad. Lo que es especialmente sorprendente, los constructores esquimales del pasado lograron resolver el problema del suministro de aire al iglú para que el calor no se evaporara durante la ventilación: la entrada a la casa desde la nieve se dispuso en el punto más bajo del piso para que el gas CO pesado₂ evaporado a través de este canal, siendo reemplazado por oxígeno ligero proveniente del exterior.

Los experimentos de construcción para crear edificios con el menor consumo de energía se llevaron a cabo en el último siglo en Estados Unidos y Finlandia. Los edificios erigidos según proyectos especiales, uno en el Manchester estadounidense (New Hampshire), el segundo en Otaniemi finlandés, se erigieron de acuerdo con las condiciones climáticas de la zona, no había aberturas acristaladas en su fachada norte, la forma del techo se calculó en el ángulo de incidencia de la luz solar en diferentes momentos. años, el techo se pintó en colores claros. Cada casa estaba equipada con un complejo sistema de ventilación que absorbía la radiación solar, el papel de los intercambiadores de calor lo desempeñaban ventanas y contraventanas de doble acristalamiento especialmente diseñadas, la calefacción se basaba en bombas de calor geotérmicas. El consumo de energía en estas casas se redujo significativamente, pero no fue posible reducir significativamente la pérdida de calor estructural de los edificios..

La idea de crear una casa pasiva en toda regla pertenece a los profesores Bo Adamson (Universidad de Lund, Suecia) y Wolfgang Feist (Instituto de Vivienda, Alemania), quienes decidieron implementarla después de su reunión en mayo de 1988. El desarrollo del concepto de casa ecológica fue financiado por el gobierno del estado de Hesse (Alemania); los resultados fueron tan impresionantes que en septiembre de 1996 en la ciudad de Darmstadt en Hesse, donde se erigieron casas ecológicas experimentales en 1990, se inauguró el Passive House Institute..

Durante las últimas dos décadas, se han construido varios miles de casas pasivas, tanto en Europa como en América del Norte, en los próximos años su número solo aumentará: el ahorro de energía para Europa es más que crítico.

Componentes de la casa pasiva

Un edificio que reúne todas las características de una casa ecológica es prácticamente un sistema de energía independiente que consume 10 veces menos energía de fuentes externas que cualquier otra estructura de edificio. No cuenta con los sistemas de calefacción, suministro de agua caliente, ventilación y aire acondicionado a los que estamos acostumbrados, la pérdida de calor de una casa ecológica no supera los 15 kWh por metro cuadrado de superficie al año, que es 15-20 veces menor que la de los edificios europeos ordinarios y 30 veces menor que pérdida de calor de las casas en Rusia.

Ubicación de la casa ecológica

Selección cuidadosa de la forma del edificio, orientación de su posición en el suelo y planificación de zonas de amortiguamiento adyacentes (áreas con espacios verdes). Dependiendo de las condiciones climáticas, el relieve y la rosa de los vientos en un área determinada, la orientación más racional del edificio se calcula desde el punto de vista de la conservación de la energía. Por ejemplo, en climas templados, las ventanas que dan al sur deben tener un área grande, y en el lado norte de la casa deben estar completamente ausentes (idealmente). Para un clima subtropical, ocurre lo contrario: la fachada norte con grandes ventanas (panorámicas), en el lado sur de la casa ecológica, no hay ventanas o tiene un área mínima.

Materiales de construcción

No existen condiciones estrictas para los materiales utilizados para la construcción de una casa pasiva; el único requisito se refiere a su seguridad ambiental..

Aislamiento térmico

Para aislar completamente la casa pasiva de la atmósfera externa, se montan materiales de aislamiento térmico en el exterior y el interior de cada estructura de cerramiento: paredes, techo y piso, ático, sótano y cimientos. En la parte norte de Europa, el grosor de la capa de aislamiento externo e interno de todas las envolventes del edificio (excepto el techo) es de 335 mm, el grosor del aislamiento del techo es de 500 mm. Es especialmente importante eliminar por completo los puentes fríos: su presencia es inaceptable.

Acristalamiento

Las aberturas de las ventanas están acristaladas con ventanas de doble acristalamiento de una y dos cámaras, las cámaras entre los vidrios en las que se rellenan con criptón o argón, los marcos de las ventanas deben coincidir idealmente con las aberturas para el posterior sellado del perímetro contiguo. En las unidades de vidrio aislante, se utiliza vidrio templado, cubierto con películas de ahorro de energía que reflejan los rayos del sol. Para aumentar la resistencia térmica, las ventanas están equipadas con persianas, cortinas o contraventanas..

Ventilación

Si en casas de diseño convencional, el flujo de aire fresco hacia el local se realiza a través de ranuras o válvulas especiales en los marcos de las ventanas, y la salida a través de sistemas de ventilación pasivos o activos de baños y cocinas, entonces en una casa pasiva todo es mucho más complicado. Las estructuras de las ventanas en la casa ecológica están completamente selladas, no hay conductos de ventilación: la ventilación forzada por desplazamiento se realiza utilizando el calor natural del suelo y un recuperador..

La entrada del conducto de aire a través del cual entra aire fresco a la casa se encuentra cerca de la fachada del edificio. Habiendo ingresado al sistema de suministro de aire, el aire se mueve a través de un conducto de aire colocado en el suelo debajo del edificio, su temperatura aumenta debido al calor de la tierra. En la entrada de la casa a través de un canal, el aire fresco ingresa a los filtros y un recuperador equipado con un intercambiador de calor que absorbe el calor del aire de escape extraído del edificio, por lo que el aire caliente ingresa a la casa ecológica en invierno y el aire enfriado en verano. El aire de «escape» se elimina a través de un sistema de admisión de aire forzado dentro de la casa con su salida al exterior del edificio después de recibir calor en el recuperador. No se puede utilizar un sistema de entrada de aire completamente no volátil en una casa pasiva, porque en este caso, se requieren grandes entradas de aire internas, y esto aumentará la pérdida de calor del edificio..

Calefacción

Las fuentes de energía térmica para una casa pasiva son la radiación solar acumulada por un colector solar y una bomba de calor. Debido a las altas características de aislamiento térmico, las fuentes de energía térmica indirecta en la casa ecológica son los hogares cuyos cuerpos generan calor radiante, así como cualquier aparato eléctrico, como lámparas de iluminación, ordenadores, televisores, etc..

Cabe señalar que solo se necesita una bomba de calor para una casa pasiva en condiciones climáticas adversas, por ejemplo, en Siberia; en Europa, el suministro de calor interno se basa solo en la recuperación de aire y fuentes de calor indirectas.

Encendiendo

Dado que las lámparas LED tienen el menor consumo de energía, el sistema de iluminación de la casa ecológica se crea sobre su base..

En conclusión

La atmósfera de las casas pasivas está aislada del exterior, no se produce un cambio completo en el volumen de aire dentro de la casa ecológica más de una vez cada tres horas, por lo que los propietarios están obligados a prestar especial atención a los muebles: los elementos que componen los muebles de baja calidad pueden emitir formaldehído.

La temperatura del aire dentro de la casa es siempre uniforme, es decir, no hay estratificación en una capa fría en el piso y una más caliente en el techo. Dado que el aire, al entrar en la casa, pasa por el recuperador y se calienta, no se depositará humedad en las paredes de la casa ecológica, sobre todo porque las paredes mismas están aisladas térmicamente y sus superficies tienen la misma temperatura que el aire del local..

En la estación fría, las puertas y ventanas de la casa pasiva deben estar bien cerradas, en el caso de su apertura a corto plazo, no habrá daños graves a la temperatura del aire en la casa..

El costo de construir una casa pasiva costará entre un 10 y un 12% más que la construcción de un edificio regular de igual área. Una de las ventajas de las casas ecológicas es que se pueden construir en cualquier lugar, independientemente de la proximidad al sitio de construcción de las redes centrales de comunicación. Finalmente, una casa de este tipo no necesita un sistema de calefacción clásico: no se necesitan tuberías, radiadores de calefacción ni calderas..