ECHIPARE TEHNICO – EDILITARA II ARH. IV – LUCRĂRI – SURSE ALTERNATIVE DE ENERGIE Titular DISCIPLINĂ, Prof.univ.dr.ing. GHEORGHE – CONSTANTIN IONESCU… [305767]

[anonimizat] – EDILITARA II
 ARH. IV
 
– LUCRĂRI –

 [anonimizat].univ.dr.ing. GHEORGHE – CONSTANTIN IONESCU

– 2016 –

SCHIMBAREA LA FAȚĂ A [anonimizat] 10 ani, însa experții în construcții spun că viitoarea criză a energiei va modela felul în care ne construim casa.

Guru managementului Peter Drucker spunea că cea mai bună metodă de a vedea în viitor este de a-l crea tu însuți. Acest tip de găndire a [anonimizat]-ului.

Consumatorii au diverse nevoi și dorințe și în ceea ce privește casele în care trăiesc. Este clar că neîncetata creștere a [anonimizat]. [anonimizat].

[anonimizat] o clădire la construcția căruia s-a pus o [anonimizat]. [anonimizat]. Așadar, [anonimizat], ventilare și aer condiționat mai mic.

Casa-[anonimizat]. Deși aceste schimbări au fost "evanghelizate" [anonimizat]-au luat în seamă pănă acum. Poate pentru că nu au avut nici sprijinul producătorilor de materiale de construcție. Acum, multe produse de acest fel sunt gândite ca niște componente ale unui sistem.

Energia solară devine accesibilă

Instalațiile solare sunt acum scumpe și nu foarte arătoase. Dar o noua generație de acoperișuri solare vor elimina aceste incoveniențe.

[anonimizat]-se practic o dată cu acoperișul.  Integrarea acestora în acoperiș vor elimina și problema felului în care arată.

[anonimizat].

[anonimizat], cu și fără bazin. Ce înseamnă asta? Vor incălzi apa ca un boiler fără rezervor dar vor avea și un mic container unde vor stoca apa.

[anonimizat] a început deja. [anonimizat]. [anonimizat], cu condiția să fie uscate. Un balot căntărește între 20 și 40 [anonimizat] o casă de 186 de metri pătrați are nevoie de aproximativ 300 de baloti.

Sistemul de ventilație decentralizată cu recuperare de căldură

Aerul curat este important pentru ca oamenii să beneficieze de confort în încăperi închise. Acesta este o premisă esențială pentru sănătate și confort și totodată pentru păstrarea substanței clădirilor. [anonimizat] a evita pierderile de căldură. Noile norme de eficiență energetică impun tehnici de construcție care izolează tot mai bine clădirile. [anonimizat]epararea apei calde menajere la casele de locuit. Casele eficiente au o izolație termică foarte bună iar casele pasive reduc la minim consumurile de energie primară pentru nevoile de încălzire.

În cazul în care beneficiarul dorește să se folosească de avantajele unei ventilații controlate, atunci și măsurile de izolare termică sunt în general mai simple și mai ieftin de realizat. Beneficiarul și arhitectul/proiectantul pot să decidă ei înșiși, care drum să-l urmeze în realizarea cerințelor legii.

ș Izolație termică
ș Tehnica cu temperaturi joase
ș Tehnica cu tiraj forțat
ș Tehnica cu pompe de căldură
ș Tehnica solară
ș Tehnica cu ventilația controlată

Distribuția energiei și stocarea ei

Tipuri de sisteme neconvenționale
 Instalații de încalzire solare

Energia Solară

E rentabil să folosim energia solară pe post de energie alternativă la energia clasică pentru că:

– e în totalitate gratuită;
– e o sursă de energie nepoluantă;
– teoretic, este inepuizabilă;
– oferă un confort deosebit. O bună dimesionare a sistemului de panouri solare ne ajută să obținem apa caldă (40-85 grade Celsius) pe tot parcursul anului;
– soarele nu emite nicio factură pentru energia pe care o oferă.

Energia solară se referă la o sursă de energie regenerabila care este direct produsă prin lumina și radiația solară.

Aceasta poate fi folosită să:

– genereze electricitate prin celule solare (fotovoltaice)

– genereze electricitate prin centrale electrice termale

– genereze electricitate prin turnuri solare

– încălzească apă și să asigure un aport termic la încălzirea locuinței pe timp de iarnă

– incalzească blocuri, direct

– incalzească blocuri, prin cuptoare solare.

Principiul de funcționare al

panourilor solare presurizate separate

Energia solară este captată în interiorul tubuliu vidat, unde este transferată heat-pipe-ului de cupru. Căldura ajunge apoi în capătul superior al sau, fiind preluată de catre agentul termic (antigel). Antigelul o transportă la schimbătorul de căldură și este preluată de către apa din boiler. Apa incălzită poate fi apoi folosită ca apă caldă menajera sau agent termic de încălzire. Operarea acestui tip de panou este asigurată de controllerul electronic care comandă pornirea si oprirea pompei de recilculare.

Panourile solare presurizate separate nu pot funcționa independent. Deoarece nu au un rezervor de stocare, ele trebuie conectate la un boiler montat în zona de consum (in casa). Varianta de utilizare recomandată este cea cu boiler bivalent, pompa de circulatie și panou electronic de comandă (regulator electronic dedicat). Toate acestea formează un sistem complet.

Instalarea panourilor solare presurizate separate

Panourile solare presurizate separate se pot monta atăt pe o suprafață plană (cu suportul din imagine), cât și pe acoperișul casei, folosind panta acoperișului pentru a obține o inclinație de aproximativ 45 de grade necesară pentru că razele să cadă perpendicular pe tuburi. Partea acoperisului, sau suprafața plană, unde se va monta panoul trebuie să aibă o orientare sudică. Dacă această condiție nu este indeplinită, soarele nu iși va trimite razele pe panou pe tot parcursul zilei. Dacă orientarea este sud-estică, atunci soarele va bate mai mult dimineața și după-amiază, iar daca orientarea este sud-vestică, soarele va bate mai mult după-amiază și seara.

În cazul montării pe acoperiș, fixarea se face prin intermediul unor tălpi metalice, iar etanșarea se face cu garnituri de cauciuc și silicon.

Avantajele folosirii panourilor presurizate separate:

– Funcționează indiferent de temperatura exterioara, chiar si iarna;
– Tuburile vidate oferă performațe bune și pe timp înnorat, fiind capabile să capteze radiațiile infraroșii care pătrund prin nori;
– Datorită izolației foarte bună oferită de vid, panourile funcționează chiar pănă la -20 grade Celsius;
– Panoul funcționează în continuare chiar dacă unul sau mai multe tuburi se sparg;
– Tuburile avariate sunt ușor de schimbat;
– Oferă eficiență energetică tot timpul anului și asigură costuri zero cu combustibili convenționali pentru cel putin 5 luni pe an;

Energia oferita de panouri este energie ecologică și nu poluează mediul inconjurator;

Au cel mai bun raport calitate preț de pe piață.

TUBURI VIDATE CONDUCTOARE

Tuburi vidate

Tuburile vidate sunt produse din sticla borosilicat, avănd o structură tub-in-tub. Spațiul dintre cele două tuburi concentrice este vidat pentru a îmbunătăți proprietățile termoizolante ale tubului din sticla. In timpul funcționării, interiorul tubului este plin cu apă care preia energia solară încălzindu-se.

Avantaje: eficiența ridicată, transfer termic imbunătățit, cost redus și funcționează la temperaturi păna la +2°C

Tuburi termice

Tuburile termice se folosesc pentru a transfera căldura de la un corp cald la un corp rece. Tubul termic este o țeavă din cupru sau alt metal termoconductor, inchisă la ambele capete, care conține un agent cu schimbare de fază. Acest agent cu schimbare de fază este de fapt un fluid care în anumite condiții de presiune fierbe la o temperatură joasă (25…30°C), trecănd din faza lichidă în faza gazoasă. Pentru a trece in faza gazoasă, fluidul absoarbe o anumită cantitate de căldură numită căldura latentă de vaporizare. Această cantitate de căldură va fi cedată la trecerea inversă din faza gazoasă in faza lichidă. La tubul termic schimbarea inversa de fază are loc la un capăt al său numit condensator. Aici agentul cu schimbare de faza se condensează și cedează căldura absorbită la evaporare. In timpul funcționarii tubului termic acest ciclu are loc continuu, căldura fiind transferată de la corpul cald la corpul rece.

COLECTOARE CU TUBURI VIDATE SUPERCONDUCTOARE SUPER HEAT

Acest tip de colector solar se utilizează la sistemele solare complexe pentru producerea apei calde menajere pe tot parcursul anului și pentru aport la încalzirea locuințelor. Este compus din tuburi vidate SCHMV care funcționează pe principiul tuburilor termice. Vidul din tuburile de sticlă asigură o termoizolare eficientă, pierderile de temperatură fiind eliminate aproape în totalitate.

Colectoarele solare pot fi legate în serie și /sau în paralel. Astfel pot fi folosite intr-o multitudine de aplicații pe scară largă.

Funcționează indiferent de temperatura exterioară, chiar și iarna la temperaturi sever negative (-50° C), deoarece apa nu intră în tuburi, ci este încalzită cu ajutorul unui schimbator de căldură aflat la partea superioară a tubului. Dacă unul sau mai multe tuburi se sparg accidental, sistemul funcționează în continuare dar cu performanță redusă.

Exemple de panouri solare

CÂMP DE HELIOSTATE

Exemple de panouri solare – TURNURI SOLARE

Parcul solar Torresol, Spania

20h/zi media de functionare anuală

24/7 media de funcționare pe timpul verii

2650 panouri de concentrare (oglinzi)

generează 110gw/h anual

Proiectul "Turnul solar"

Sursa:

http://www.wentworth.nsw.gov.au/solartower/

1.11. Pompe de caldură

Pompele de caldură sunt centrale termice folosite pentru încălzirea locuințelor, a birourilor, a halelor de producție, a blocurilor de apartamente, etc. Funcționează singure (înlocuiesc complet alte tipuri de centrale termice) sau in tandem cu altă centrală termică cu combustibil fosil, lichid sau gazos (sisteme monovalente, monoenergie, sau bivalente).

Pentru încălzirea agentului termic și a apei menajere folosesc căldura mediului inconjurător, căldura pe care o captează folosind echipamente clasice, alimentate cu energie electrică.

Practic, 25% din energia necesară încălzirii locuinței este energie electrică și 75% este energie gratuită, captată din mediul inconjurator.

Pompa de căldură oferă posibilitatea unei încălziri economice prin utilizarea căldurii ecologice.

Energie de acționare (curent electric)

Căldura ecologică (sol, apă, aer)

Căldura pentru încălzire

Pompele de caldură folosesc energia mediului înconjurător pentru a încălzi spațiile dorite. Aceste centrale geotermale au nevoie de o cantitate scăzută de energie electrică pentru a concentra ceea ce natura vă pune la dispoziție și apoi pentru a încălzi sau răci interiorul clădirilor.

Coeficientul de performanță al pompelor de căldură geotermale este de 3,5 – 5,9 adică pentru fiecare unitate de energie electrică introdusă în sistem se obțin 3,5 – 5,9 unități de energie termică în clădire deoarece 2,5 – 4,9 unități de energie provin gratis din pământ, aer sau apă.

1.11.1. Principiul de funcționare al unei pompe de căldură

Modul de funcționare al pompei de căldură corespunde modului de funcționare al unui frigider. În cazul frigiderului, agentul de răcire scoate căldură cu ajutorul vaporizatorului, iar prin intermediul condensatorului aparatului, aceasta se transferă în încapere.

În cazul pompei de căldură, căldura se atrage din mediul înconjurator (sol, apă, aer) și se conduce la sistemul de încălzire. Circuitul agregatului de răcire se realizează conform legilor fizicii. Agentul de lucru, un lichid care atinge punctul de fierbere la o temperatură redusă, se conduce într-un circuit și consecutiv, se evaporă, se comprimă, condensează și se destinde.

Schema funcțională

1 – condensator, 2 – valvă, 3 – vaporizator,

4 – compresor

1.11.2. Pompe de căldură aer-apă

Aerul este plin de energie calorică

Pompele de căldură Dimplex aer-apă folosesc ca surse de energie căldura aerului din mediul inconjurător. Costurile de instalare ale acestor sisteme sunt mai mici decăt ale celorlalte tipuri de pompe de căldură. Performanța maximă cu un nou agent refrigerant.

1.11.3. Pompe de căldură sol-apă

Pompele de căldură pot funcționa și în modul reversibil: in timp ce climatizează locuința produce apă caldă fără un consum suplimentar de energie electrică. Pompele de căldură sol- apă au un coeficient de performantă (COP) ridicat, pentru fiecare 1 kW energie electrică consumată produc 4.1 – 4.6 kW energie termică pentru încălzirea locuinței.

Unul dintre cele mai profitabile atribute ale pompelor de căldură sol-apă este faptul că eficiența lor poate fi îmbunătățită considerabil folosind depozitare termică sezonieră. Căldura care este captată și stocată în bănci termice, în timpul verii, poate fi recuperată eficient în timpul iernii. Depozitarea crește eficienta de căldură scalar, astfel încât acest avantaj este cel mai important/optim în sistemele de încălzire comerciale sau de cartier.

Economia anuală a emisiilor de gaze cu efect de seră, prin folosirea pompelor de căldură sol-apă, în locul arzătoarelor de înaltă eficiență, într-o reședință (presupunând lipsa aprovizionării cu energie din surse regenerabile).

1.11.4. Pompa de căldură apă-apă

Pompele de căldură «apă – apă» asigură încălzirea confortabilă a locuinței ocupănd un minim de suprafață.

Folosesc ca sursă primara de energie apă freatică existentă în sol, indiferent de calitatea ei. Ca schimbător de căldură primară se utilizează un schimbător inovativ de tip spiralat fabricat din oțel inoxidabil rezistent la coroziune, asigurănd o permanentă și sigură operare.

Apa freatică este un bun acumulator pentru căldura solară.

Chiar și în zilele reci de iarnă în apa freatică se menține o temperatură constantă de 7 pâna la 120C, ceea ce constituie un avantaj. Datorita nivelului de temperatură constant al sursei de căldură, indicele de putere al pompei de căldură se menține ridicat de-a lungul întregului an. Din pacate, apa freatică nu se găsește în cantități suficiente în toate zonele și nu are o calitate corespunzătoare. Dar acolo unde condițiile permit, merită să se utilizeze acest sistem.

În cazul apelor freatice fără conținut de oxigen, dar cu conținut ridicat de fier și mangan se îngălbenesc puțurile. În aceste cazuri, apa freatică nu trebuie să vină în contact cu aerul sau trebuie tratată corespunzator.

În general, calitatea apei trebuie să corespundă valorilor limită menționate în normative, diferențiată în funcție de materialele folosite în schimbătoarele de căldură (oțel inoxidabil și cupru). Dacă se respectă aceste valori limită, atunci funcționarea puțurilor va fi fără probleme.

Utilizarea apei freatice trebuie aprobată de către organele competente (de obicei Regia de apă). Pentru utilizarea căldurii trebuie realizat un puț aspirant și un puț absorbant (puț drenant). Chiar și lacurile și râurile sunt indicate pentru obținerea de căldură, pentru că ele acționează de asemenea ca acumulatoare de căldură. În acest caz trebuie proiectat un circuit intermediar.

1.11.5. Pompa de căldură OCTOPUS – Stâlpul de gheață

Este un sistem care se bazează pe legile naturii și care în același timp poate folosi noua tehnologie –  este un sistem actual și de viitor.

Cu acest stâlp de gheață nu mai e nevoie de a face săpături sau foraje. Acesta dă energia pentru încălzirea gazului din compresor, prin profilele de aluminiu, care condensează umiditatea din aer, care în timp se transformă în gheață.

Cu această pompă de căldură se pot încalzi: vile, case de vacanță, locale, ferme, etc, într-un mod mai economic, decât de exemplu, combustibilii fosili, sau curent direct.  Prin schimbătorul de căldură, energia este transferată în sistemul de încalzire din casă.

De ce să ai un stâlp de gheață ?

Cand tu ți-ai instalat acest stâlp, doar reglezi temperatura care dorești să o ai în casă, în rest, stâlpul se întreține singur, an dupa an.

Cu acest stâlp de gheață, nu mai este necesar să îți strici grădina, săpând șanțuri pentru furtunul colector, sau plătind scump pentru foraj.

Stâlpul de gheață folosește doar  forțele naturii când acesta se îngheață. Stâlpul de gheață dă aceeași economie ca și o altă pompă de căldura cu spirale în pământ sau cu foraj.

Construcția lui este sigură, deoarece este foarte simplă.

Stâlpul de gheață este doar dependent de un compresor.

Principiul de funcționare

1. Vaporizator, pentru a face o soluție să fiarbă și să devină aburi, este nevoie de căldură. Pompa Octopus, are un profil de aluminiu care are o mare suprafață de captare a căldurii. Pe suprafața mare a profilului, se condensează vaporii de umezeală din aerul de afară și îngheață, devenind gheață. În procesul condensării și formarea gheții, se emană o cantitate de energie (caldură).

2. Compresor: când gazul din pompa de căldură captează această energie, acesta fierbe și se transformă în vapori, vaporii fiind apoi comprimați în compresor, ridicând temperatura gazului foarte mult, cca. 85°C.

3. Condensor: pompa de căldură transferă energia ridicată din compresor către condensor, care transferă această energie în sistemul de încalzire (calorifere, spirale în pardoseală, etc.). Când gazul se condensează (transformându-se din nou în stare lichidă), acesta emană energia obținută prin comprimare, către sistemul de încălzire.

4. Ventilul de expansiune: gazul condensat trece prin acest ventil pentru a-și reduce presiunea, trecând apoi din nou în vaporizator (unde se repetă din nou același ciclu).

Acest captator de caldură construit din aluminiu, nu are părți componente mobile și nu este necesar nici o dezghețare, astfel făcându-se schimbarea de energie fără nici un zgomot. Pompa de căldură Octopus, lucrează chiar și la temperaturi foarte scăzute, împreună cu o rezistență electrică. Componentele de bază a pompei de căldură, sunt cuplate împreună printr-un sistem de țevi ce este umplut cu Gasol (freon), care fierbe la temperaturi foarte scăzute (-42°C).

Factorul pompei de căldură variază între 2,5 – 5 și depinde de caracteristicile construcției, umiditatea aerului cât și temperatura de afară.

În funcție de temperatura exterioară – 1 kilowatt curent la compresor cedează 2,5-5 kilowați căldură.

Pompa de căldură Octopus, funcționează cel mai bine și dă cea mai multă caldură, când temperatura de afară este între -5 si + 5 grade. Această perioadă este cea mai lungă din anotimpul rece, aceasta înseamnă că necesarul de caldură în mare parte corespunde cerinței.

Dacă este bine dimensionată, pompa de caldură Octopus, corespunde la aproximativ 80-85 % din toată perioada anului, când este nevoie de încalzire. La temperaturi de – 200C, factorul de căldură este cca. 2. În timpul acestor zile foarte reci, sistemul se complectează cu extra efect, folosind de o rezistență electrică.

Instalarea pompei OCTOPUS

Instalarea este destul de ușoară, deoarece Octopus a fost gândit să fie simplu.

Dacă este doar o singură unitate, se va turna o placă de beton de 1m2 pe care se va așeza stâlpul de gheață și se va prinde cu 4 șuruburi în beton.

Dacă sunt doi stalpi de gheață, atunci se vor plasa la o distanta de cca. 60 – 100 cm unul de celalalt. Nu este o regulă strictă.

Stâlpul de gheață. 2. Condensator (schimbator de caldură).

3. Pompa de recirculare. 4. Rezistența electrică. 5. Tabloul de comandă.

6. Senzor de cameră. 7. Vas de expansiune. 8. Calorifere.

9. Schimbător de căldură. 10. Boiler.

Schema de funcționare

OPTIMIZAREA ENERGETICĂ A CLĂDIRILOR INDIVIDUALE DE LOCUIT DIN ROMÂNIA

Conceptul de eficiență energetică in construcții

Nu există o definiție globală pentru clădirile cu consum redus de energie, dar acestea sunt, în general, clădiri care au o performanță energetică mai bună decât cerințele alternative/standard de eficiența energetică ale codurilor din domeniul construcțiilor.

Clădirile eficiente energetic utilizează de obicei un nivel ridicat de izolare temică, ferestre eficiente energetic, un nivel scăzut al infiltrațiilor aerului și folosesc un sistem de recuperare de căldură pentru a reduce necesarul de energie pentru încălzire și răcire. Ele pot folosi, de asemenea, tehnici de proiectarea a clădirilor solare pasive sau tehnologiile clădirilor active solare. Aceste case pot utiliza, de asemenea, tehnologii de reciclare a apei calde pentru a recupera caldura de la dușuri și mașini de spălat vase.

În prezent, șapte state membre ale UE au o definiție pentru construcțiile cu consum redus de energie(AT, CZ, DK, UK, FI, FR și DE, BE (Flandra), iar alte câteva intenționează să definească acest concept (LUX, SK, SE).

Definițiile au ca țintă de obicei clădirile noi, dar în unele cazuri (AT, CZ, DK, DE, LUX) acoperă, de asemenea, clădirile existente și se aplică în aproape toate cazurile atât la clădiri rezidențiale cât și non-rezidențiale.

În Europa Centrală, termenul de casă pasivă se referă la un anumit tip standardizat de clădiri eficiente energetic, dupa modelul dezvoltat în Germania. Este un tip special de clădire cu consum redus de energie pentru care confortul termic poate fi atins numai prin post-încălzire sau post-răcire a masei de aer proaspăt fără a fi necesar un sistem de încălzire convențional. Tehnologiile casei pasive includ, de obicei, aporturi solare pasive (de asemenea, prin orientarea sud), geam termoizolant (valoare U-0.75 W / (m² K), construcția este închisă ermetic și nu are punți termice.

Astfel se reduce necesarul anual pentru încălzire la 15 kWh / (m² a) ceea ce înseamnă că se folosește cu aproximativ 85% mai puțină energie, limita pentru consumul total de energie primară fiind de 120kWh / m² pe an.

În Elveția este utilizat un standard similar cu cel din Germania, MINERGIE®-P. În Statele Unite, o casă construită la standard pasiv utilizează între 75 și 95% mai puțină energie pentru încălzirea și răcirea spațiilor decât cele din noile clădiri care îndeplinesc standardul de eficiență energetică actual în SUA.

În prezent mai mult de 20.000 astfel de case au fost construite în Europa, însă majoritatea sunt localizate în Germania, Austria și Scandinavia.

Specificitatea unei case de energie zero / casa zero carbon este aceea că energia necesară nevoilor neacoperite este complet acoperită cu surse regenerabile de energie. O casa cu consum energetic net anual zero poate fi autonomă față de rețeaua de aprovizionare energetică, dar în practică, aceasta înseamnă că în anumite perioade energia este dobândită din rețea și în alte perioade ea este a furnizată la rețea (surse de energie regenerabile sunt adesea sezoniere).

O casă de energie pozitivă (plus energy house) este o casa care, în medie, pe parcursul anului produce mai multă energie din surse regenerabile de energie decât importurile din surse externe.

Acest lucru este realizat folosind combinații de generatoare mici de curent electric și tehnici de construcție ale clădirilor cu consum redus de energie cum ar fi proiectarea construcțiilor solare pasive, izolare temică superioară și orientarea spațială.

Casa pasivă. Descriere concept

O casă pasivă este o casă care reușește să păstreze o temperatură confortabilă, chiar și în anotimpul rece, fără utilizarea unui sistem de încălzire specific. Termenul de pasiv este folosit deoarece principala sursă de încălzire provine de la soare și de la căldura emisă de locuitori acesteia, de aparatele de uz casnic, de căldura care este consumată pasiv de către casă fără utilizarea de orice aparate speciale (Schnieders 2003).

O casă pasivă este definită ca o casă cu un necesar maxim anual pentru încălzire de 15 kWh/m2 (Husbanken 2004). Standardul a fost dezvoltat pentru prima oară de către Wolfgang Feist, iar acum este reglementat de către Institutul german de case pasive Passivhaus.

Chiar dacă standardul este definit de consumul de energie necesar pentru încălzire, conceptul de casă pasivă presupune, de asemenea, reducerea la minim a consumul de energie, provenit din alte surse potențiale consumatoare în clădire.

Obiectivul este de a menține un consum total de energie de 120kWh/m2a

O abordare a conceptului de casă pasivă poate fi percepută în general ca fiind compusă din cinci elemente de bază. Trei dintre ele (izolare termică superioară, recuperarea căldurii și aporturile solare) se referă la proprietățile de încălzire ale clădirii, în timp ce ultimele două (randament electric și completarea celorlalte cereri de energie cu surse regenerabile) sunt necesare pentru a minimiza pe deplin impactul asupra mediului

Izolarea termică de cea mai înaltă calitate este o condiție prealabilă pentru a atinge standardele stabilite în conceptul de casă pasivă. Acest lucru poate fi realizat cu diverse tipuri de materiale, dar valorile U ale elemente de construcție exterioare nu trebuie să depășească 0,15W/m²K. Acest lucru se realizează printr-o izolație termică superioară, cu o grosime a stratului de izolație termică de pâna la 50cm.

Izolatia nu este singurul aspect important care trebuie luat în considerare. Punțile termice trebuie să fie evitate iar clădirea trebuie perfect etanșeizată. O proiectare detaliată este imperios necesară pentru a atinge astfel de performanțe

Un sistem eficient de recuperare a căldurii este un element principal în atingerea standardelor de casă pasivă.  Rata de recuperare a căldurii trebuie să depășească 75%, un procent care poate fi realizat prin intermediul schimbătoarelor de căldură. Sistemul de ventilație trebuie să fie extrem de eficient energetic.

Aportul energiei solare acoperă aproximativ o treime din cererea de energie termică a unei case pasive. Pentru a realiza acest lucru trebuie să existe un aport solar net  direct de la ferestre. Aceasta se realizează prin pierderi de caldura extrem de scăzute prin ferestre, tocuri de o eficiență ridicată și orientarea ferestrelor către sud. Ferestrele trebuie să aibă o valoare U mai mică de 0,8 W/m² K

Necesarul de energie

Casa pasiva = „acea cladire in care confortul climatic interior poate fi mentinut fara sisteme active de incalzire si racire” (Adamson 1987 and Feist 1988).

Reperul: un necesar de energie pentru incalzire de 15 kWh/m² an

In comparatie cu casele noi , construite conventional, necesarul de incalzire a incintelor intr-o casa pasiva este mai mic cu aproximativ 75%

MOTTO: Păstrați căldura la interior

Pe baza principiului sticlei de termos, casa pasiva pastreaza o temperatura constanta- interiorul este bine protejat fata de pierderile de energie catre exterior

Spre deosebire de cladirile conventionale care au pierderi insemnate de caldura catre exterior, intr-o casa pasiva caldura emisa de catre oameni, animale si aparate casnice este foarte importanta pentru a asigura incalzirea incintei.

Conditii privind proiectarea caselor de tip pasiv

Proiectarea

Proiectare compact

Se recomandă alegerea unui proiect simplu, compact.

Fiecare parte expusă sau proeminentă a clădirii sporește necesarul de caldură pentru încălzire. Din punct de vedere al geometriei clădirii, este avantajos să se minimizeze suprafața anvelopei care delimitează volumul încalzit. Reducerea acestei suprafețe diminuează pierderile de caldură și costul construcției.

Amplasarea poate avea un impact pozitiv asupra consumului de energie. Casa pasivă trebuie orientate către sud.

O prioritate absolută o reprezinta construirea unei anvelope fără punți termice.

față de forma clădirii, amplasarea poate avea un impact pozitiv asupra consumului de energie. Casa pasivă trebuie orientată spre sud fără umbrire făcută de munți, arbori sau alte clădiri, astfel ca să se maximizeze aporturile solare, in special în lunile reci de iarnă.

Izolația termică

Fie că este masivă, din lemn, sticlă sau o construcție mixtă – o casă pasivă se pretează la orice stil de construcție. Dacă diferitele componente au fost instalate cu grijă, fără punți termice, rezultă un sistem închis, care păstrează o ambianță interioară confortabilă.

Izolarea continua de la acoperiș pâna la fundație nu numai că va reduce cheltuielile, dar reprezintă și o investiție utilă în confortul locatarilor. Astfel, materialele termoizolante din fibre minerale, precum vata minerală, dau rezultate deosebit de bune. Pentru comparație, pentru a obține același efect de izolare ca și 1,5-2 cm de material izolant, ar fi necesari circa 30cm de cărămidă solidă sau 105cm de beton.

Un alt aspect important este reprezentat de consecințele ecologice foarte favorabile care se obțin din izolarea cu vată minerală: mai puțină energie pentru încălzire, emisii mai reduse de CO2 și un ciclu de viață mai lung al clădirii.

Etanșeizarea casei pasive

Într-o casă pasivă schimbul de aer trebuie să fie unul controlat. Altfel, se vor genera pierderi de căldură, curenți de aer, risc de condens, încălzire inutilă, etc. Anvelopa etanșă, contiunua, care învelește casa pasivă de la acoperiș până la fundații, evită aceste efecte nedorite și permite o locuire confortabilă și un consum redus de energie.

Trecerile neetanșe prin anvelopa clădirii și imbinările între pereți au consecințe neplăcute generând pierderi sporite de căldură, schimb de aer necontrolat, izolare fonică slabă și pericol de deteriorare structurală cauzată de condens, mucegai sau coroziune.

Este, deci, imperativ necesar ca în faza de proiectare să se elaboreze planul detaliat de etanșare, care să țină cont de toate conexiunile dintre componentele structurale, îmbinările dintre pereți și trecerile prin anvelopă.

Testul Blower Door

se folosește pentru a detecta scăpările de aer prin anvelopa clădirii. Cu cât valoarea măsurată este mai mică, cu atât gradul de etanșare este mai înalt.

Casele pasive necesită o valoare de 0,6. Aceasta înseamnă că în timpul testului, cel mult 60% din volumul aerului interior, poate să scape prin anvelopă, pe durata unei ore.

Ventilatorul este folosit pentru a sufla aer în/din clădire, ceea ce creează o mică diferență de presiune între interior și exterior. Această diferență de presiune forțează aerul prin toate găurile și penetrările în incinta clădirii.

Una dintre cele mai comune modalități de a îmbunătăți etanșeitatea clădirii este de a calcula numărul de schimburi de aer pe oră în care volumul total al incintei este schimbat, atunci când incinta este supusă la o diferență de presiune de 50 de Pascal.

Casele pasive necesită o valoare de 0,6. Aceasta înseamnă că în timpul testului, cel mult 60% din volumul aerului interior, poate să scape prin anvelopă, pe durata unei ore. Experiența a demonstrat că se pot obține și valori cuprinse între 0,3 și 0,4.

Etanșeizare

Punți termice negative

Punțile termice care se produc frecvent prin sau în zona elementelor structurale și constructive ale clădirii(căpriori, șipci, elemente de ancorare, etc) trebuie analizate sub raportul valorii U al elementului respectiv.

În aceste elemente neomogene ale clădirii se produc pierderi de căldură ridicate ele putând conduce și la deteriorări ale structurii.

Soluții pentru evitarea punților termice

Punțile termice la legatura dinte planșeele de deasupra subsolului, sau placile așezate pe sol și pereții exteriori.

Punți termice la legătura dintre rampele de scări și pereții de separare termică sau planșeele așezate pe sol.

Pentru a împiedica căldura să se transmită prin fundație sau prin peretele de subsol, fundația trebuie complet termoizolată.

Ferestrele casei pasive

Ferestrele casei pasive sunt cu geamuri triple și tocuri izolate termic. Energia solară care poate fi obținută prin aceste ferestre orientate spre sud depășește pierderea de căldură prin ferestre, chiar și în lunile de iarnă

Datorită calității superioare a sticlei, temperaturile măsurate pe suprafața sticlei sunt totdeauna apropiate de temeratura aerului interior. Calitățile geamurilor triplu izolate pot fi ușor notabile în special în lunile intunecoase de toamnă și iarnă.

Sistemul de ventilație

În prezent populația Europei Centrale petrece peste 90% din timpul său în spații interioare unde de regulă calitatea aerului este mult mai proastă decât cea a aerului exterior. În plus, acesta conține prea multă umiditate și este contaminat cu poluanți, mirosuri și altele.

Remediul consistă în schimbul permanent cu aer exterior care corespunde cerințelor de igienă. Marele neajuns constă în faptul că atunci când ventilarea se face prin deschiderea ferestrelor (ventilare naturală) rata de schimb a aerului nu poate fi reglată cu precizie. Aceasta prezintă mari varaiții, în funcție de temperatura exterioară, direcția vântului și obiceiurile personale de aerisire.

Sistemele de ventilare forțată, în schimb, asigură o rată de schimb preselectată și constantă, pot recupera căldura din aerul evacuat și asigură o distribuție eficientă a acesteia.

Aerul viciat din bucătărie, baie și WC este aspirat prin sistemul de evacuare. Înainte de a fi evacuat spre exterior, el cedează căldură într-un schimbător și încălzește astfel aerul proaspăt admis de afară. Acesta din urmă va ajunge la o temperatură apropiată de cea a camerei. În prezent este posibilă recuperarea în proporție de 90% a căldurii conținute de aerul viciat evacuat.

Politica statelor membre UE cu privire la clădirile cu

consum redus de energie

Statele membre avansează rapid în privința obiectivelor și strategiilor aferente clădirilor cu consum redus de energie.Mai multe state membre și-au fixat deja strategii și obiective pe termen lung pentru a atinge standardele de consum redus de energie pentru clădirile noi.

Legislație europeană cu privire la eficiența energetică în construcții

Clădirile sunt responsabile pentru 40% din consumul de energie și 36% din emisiile de CO2 din UE. Performanța energetică a clădirilor este esențială pentru atingerea obiectivelor UE privind clima si energia, și anume reducerea cu 20% a emisiilor de gaze cu efect de seră până în 2020 și a unei economii de energie de 20% până în 2020.

Îmbunătățirea performanței energetice a clădirilor este o modalitate eficientă de luptă împotriva schimbărilor climatice și îmbunătățirea securității energetice asigurând in același timp crearea de locuri de muncă, în special în sectorul construcțiilor. Directiva privind performanța energetică a clădirilor (2002/91/CE) este principalul instrument legislativ la nivelul UE pentru a atinge performanța energetică a clădirilor.

Directiva 2002/91/CE privind performanța energetică a clădirilor

(a) cadrul general pentru o metodologie de calcul al performanței energetice integrate a clădirilor;

(b) aplicarea cerințelor minime privind performanța energetică la clădirile noi;

(c) aplicarea cerințelor minime de performanță energetică la clădirile mari existente, supuse unor lucrări importante de renovare;

(d) certificarea energetică a clădirilor;

(e) inspecția periodică a cazanelor și a sistemelor de climatizare în clădiri precum și evaluarea instalațiilor de încălzire ale căror cazane au o vechime de peste 15 ani.

Directiva face parte din inițiativele comunitare privind schimbările climatice (angajamentele asumate în cadrul Protocolului de la Kyoto) și a siguranței aprovizionării (Cartea verde privind securitatea aprovizionării).

Comunitatea este tot mai dependentă de sursele externe de energie și, în al doilea rând, emisiile de gaze cu efect de seră sunt în creștere.

Comunitatea poate avea o influență redusă asupra aprovizionării cu energie, dar poate influența cererea de energie.

O soluție posibilă atât la problemele de mai sus este de a reduce consumul de energie prin îmbunătățirea eficienței energetice. Consumul de energie pentru clădiri și servicii conexe ajunge la aproximativ o treime din consumul total de energie al UE.

Comisia consideră că, cu inițiative în acest domeniu, pot fi realizate economii semnificative de energie, contribuind astfel la atingerea obiectivelor privind schimbările climatice și securitatea aprovizionării.

Directiva 2010/31/UE privind performanța energetică a clădirilor

La data de 18 mai 2010 a fost adoptată o reformare a directivei privind performanța energetică a clădirilor (2002/91/CE) în scopul de a consolida cerințele de performanță energetică și să se clarifice și simplificarea unora dintre dispozițiile sale.

Art 1. Statele membre se asigură că:

(a) până la 31 decembrie 2020, toate clădirile noi vor fi clădiri al căror consum de energie este aproape egal cu zero; și

(b) după 31 decembrie 2018, clădirile noi ocupate și deținute de autoritățile publice sunt clădiri al căror consum de energie este aproape egal cu zero.

Art 3. (b) obiective intermediare privind îmbunătățirea performanței energetice a clădirilor noi, până în 2015, în vederea pregătirii punerii în aplicare a alineatului (1);

PIESE DE EXPOZITIE