Casa ad alta efficienza energetica - parte 2

n. 6. Riscaldamento e fornitura di acqua calda

sistemi solari

Il modo più economico ed ecologico per riscaldare una stanza e riscaldare l'acqua è utilizzare l'energia solare. Forse questo è dovuto ai collettori solari installati sul tetto della casa. Tali dispositivi sono facilmente collegabili al sistema di riscaldamento e fornitura di acqua calda della casa e il principio del loro funzionamento è il seguente. L'impianto è composto dal collettore stesso, dal circuito di scambio termico, dall'accumulo e dalla stazione di controllo. Un liquido di raffreddamento (liquido) circola nel collettore, che viene riscaldato dall'energia del sole e trasferisce il calore attraverso lo scambiatore di calore all'acqua nel serbatoio di accumulo. Quest'ultimo, grazie al buon isolamento termico, è in grado di mantenere l'acqua calda a lungo. In questo sistema può essere installato un riscaldatore di riserva, che riscalda l'acqua alla temperatura richiesta in caso di tempo nuvoloso o durata insufficiente della luce solare.

I collettori possono essere piatti e sottovuoto. Quelli piatti sono una scatola chiusa con vetro, al suo interno c'è uno strato con tubi attraverso i quali circola il liquido di raffreddamento. Tali collettori sono più durevoli, ma oggi vengono sostituiti da quelli sottovuoto. Questi ultimi sono costituiti da molti tubi, all'interno dei quali è presente un altro o più tubi con un liquido di raffreddamento. C'è un vuoto tra il tubo esterno e quello interno, che funge da isolante termico. I collettori sottovuoto sono più efficienti, anche in inverno e con tempo nuvoloso, manutenibili. La vita utile dei collettori è di circa 30 anni o più.

Pompe di calore

Le pompe di calore utilizzano calore ambientale di bassa qualità per il riscaldamento domestico, incl. aria, sottosuolo e persino calore secondario, ad esempio da una conduttura di riscaldamento centrale. Tali dispositivi sono costituiti da un evaporatore, un condensatore, una valvola di espansione e un compressore. Tutti loro sono collegati da un gasdotto chiuso e operano sulla base del principio di Carnot. In poche parole, una pompa di calore è simile nel funzionamento a un frigorifero, solo funziona al contrario. Se negli anni '80 del secolo scorso le pompe di calore erano una rarità e addirittura un lusso, oggi in Svezia, ad esempio, il 70% delle case viene riscaldato in questo modo.

Caldaie a condensazione

Le caldaie a gas convenzionali funzionano secondo un principio abbastanza semplice e consumano molto carburante. Nelle caldaie a gas tradizionali, dopo aver bruciato il gas e aver riscaldato lo scambiatore di calore, i gas di scarico fuoriescono nel camino, sebbene abbiano un potenziale abbastanza elevato.Le caldaie a condensazione, grazie al secondo scambiatore di calore, assorbono calore dai vapori dell'aria condensata, grazie ai quali l'efficienza dell'installazione può superare anche il 100%, il che si inserisce nel concetto di una casa a risparmio energetico.

Biogas come combustibile

Se si accumulano molti rifiuti organici agricoli, è possibile costruire un bioreattore per la produzione di biogas. In esso, la biomassa viene elaborata a causa di batteri anaerobici, con conseguente formazione di biogas, costituito per il 60% da metano, per il 35% da anidride carbonica e per il 5% da altre impurità. Dopo il processo di pulizia, può essere utilizzato per il riscaldamento e l'acqua calda sanitaria. I rifiuti riciclati vengono convertiti in un ottimo fertilizzante che può essere utilizzato nei campi.

Fase di progettazione della casa - Pianificazione dell'efficienza energetica

Già durante la selezione di un appezzamento di terreno per la costruzione di uno spazio abitativo futuro, dovrebbe essere preso in considerazione il paesaggio naturale. Il terreno deve essere necessariamente pianeggiante e non presentare dislivelli. Tuttavia, se ci sono ancora differenze, possono essere utilizzate in modo redditizio, garantirà la fornitura di acqua, il cui costo è minimo.

Come accennato in precedenza, vale la pena scegliere un lato più illuminato dal sole, perché può essere utilizzato al posto di uno elettrico. L'insonorizzazione e l'isolamento termico devono essere forniti già in fase di elaborazione del progetto di una casa a basso consumo energetico, perché senza di essi il risparmio energetico è semplicemente impossibile.

La pendenza del portico, il tetto e il baldacchino dovrebbero avere una larghezza ottimale in modo che non ci sia ombra in presenza di luce diurna, proteggendo la facciata dalla pioggia e dal surriscaldamento. Il tetto è progettato tenendo conto del peso critico della neve in inverno.Non dimenticare di organizzare un isolamento di alta qualità e scarichi d'acqua competenti.

Tutte le apparecchiature della casa passiva sono "collegate" in un unico sistema ad alta efficienza energetica in fase di progettazione

Descrizione

Il concetto di casa passiva (altrimenti chiamata casa a risparmio energetico) definisce un elenco di requisiti tecnici con i quali il consumo di energia in una casa è del 13%. L'indicatore del consumo di energia per l'anno è di 15 Wh / m2.

Per la costruzione di una tale casa, è necessario rispettare determinati requisiti che creeranno le condizioni per un basso consumo energetico. Per familiarizzare completamente con una casa passiva, è necessario smontare separatamente ogni elemento che la compone.

forma della casa

Considerando che c'è una dipendenza diretta delle dispersioni di calore dalla superficie totale della casa, nel processo di progettazione di una casa passiva è importante prestare attenzione alla forma della struttura, come in una casa a cupola. Una casa privata a risparmio energetico dovrebbe essere realizzata in modo tale che il fattore di compattezza rientri nella norma. Questo indicatore determina il rapporto tra l'area totale della casa e il suo volume.

Questo indicatore determina il rapporto tra l'area totale della casa e il suo volume.

Assicurati di tenere conto della necessità di utilizzare tutte le stanze e i locali futuri nel determinare la forma e l'area della casa. La casa passiva non dovrebbe avere stanze inutilizzate o poco utilizzate (spogliatoi, stanze degli ospiti o servizi igienici spaziosi). Richiedono una notevole quantità di energia per mantenersi. L'opzione ideale per una casa passiva è la forma sferica della struttura.

luce del sole

Poiché la realizzazione di una casa passiva è finalizzata ad un ulteriore massimo risparmio energetico, un punto importante è l'utilizzo di una fonte di energia naturale, ovvero luce del sole. Per il massimo risparmio energetico in una casa passiva, tutte le finestre e le porte si trovano sul lato sud. Allo stesso tempo, si sconsiglia la vetratura sul lato nord della facciata. Non vale la pena piantare piante enormi vicino alla casa passiva, da cui viene proiettata una grande ombra.

isolamento termico

Uno dei punti importanti che vengono presi in considerazione quando si costruisce una casa passiva è l'isolamento termico della struttura.

È importante evitare ogni possibilità di dispersione del calore. L'isolamento termico è fornito da tutti i giunti angolari, finestre, porte, fondamenta

In particolare, eseguire con cura la posa di materiali termoisolanti nelle pareti (ad esempio, in casa di paglia) e il tetto. Allo stesso tempo, si ottiene un valore del coefficiente di scambio termico di 0,15 W / (m * k). L'indicatore ideale è 0,10 W / (m * K). I materiali per raggiungere i valori di cui sopra sono: schiuma con un valore di spessore di 30 cm e pannelli SIP, il cui spessore è di almeno 270 mm.

Elementi traslucidi

Considerando che di notte si verificano significative dispersioni di calore attraverso le finestre, è necessario utilizzare solo finestre di tipo a risparmio energetico. I vetri di cui sono dotate le celle fungono da batterie solari. Accumulano l'energia solare durante il giorno e riducono al minimo la perdita di calore durante la notte.

Di per sé, le strutture delle finestre a risparmio energetico hanno tripli vetri. All'interno il loro spazio è pieno di argon o krypton. Il valore del coefficiente di scambio termico è 0,75 W/m2*K.

tenuta

L'indice di tenuta durante la costruzione di una casa passiva deve essere notevolmente superiore a quello di una struttura convenzionale. L'ermeticità si ottiene elaborando tutti i giunti tra gli elementi strutturali. Questo vale anche per le aperture di porte e finestre. Spesso per questo scopo viene utilizzato un sigillante ermabutilico.

Sistema di ventilazione

Il sistema di ventilazione nella progettazione di una casa normale comporta una perdita di calore fino al 50%. Una casa passiva, le cui tecnologie mirano a ridurre le dispersioni di calore, richiede un approccio diverso. La ventilazione è costruita secondo il tipo di recupero. Il tasso di recupero è importante in questa materia, è consentito solo un valore del 75% o più.

L'essenza di un tale sistema di ventilazione è semplice. La quantità di aria che entra nell'ambiente, così come il livello della sua umidità, è regolata dal sistema stesso. L'aria fresca che entra nel sistema è riscaldata dall'aria calda che esce dai locali. Ciò consente di risparmiare energia per riscaldare le masse d'aria fresca, poiché il calore viene trasferito all'aria fredda ancora dall'ambiente riscaldato.

Vantaggi e svantaggi

Tra i vantaggi che caratterizzano una casa passiva ci sono:

• il principale e principale vantaggio è il minimo consumo energetico durante il funzionamento;
• L'aria che entra in casa attraverso il sistema di ventilazione è sempre pulita. Non contiene polvere, pollini e varie sostanze nocive;
• le case non si restringono, il che consente di eseguire lavori di finitura immediatamente dopo la costruzione della struttura;
• nella costruzione vengono utilizzati materiali ecocompatibili;
• nella manutenzione, la casa passiva è senza pretese, ad esempio, se è necessario eseguire riparazioni, non saranno necessari lavori in blocco;
• la durata del periodo di utilizzo è di 100 anni;
• la possibilità di erezione in varie e varianti di soluzioni architettoniche;
• una casa passiva è soggetta a riqualificazione in qualsiasi momento, in quanto priva quasi del tutto di muri portanti interni.

Tra le carenze si segnalano:

• costanza di temperatura. In tutta la casa, il regime di temperatura è lo stesso, ad es. sia in camera da letto che in bagno la temperatura è la stessa. In alcuni casi questo provoca disagio, perché si desidera un microclima più fresco per la camera da letto e più calore per il bagno;
• non c'è modo di usare i radiatori, perché semplicemente non esistono. Asciugare i vestiti o riscaldarsi dopo una lunga passeggiata vicino al radiatore non funzionerà;
• spesso i proprietari di case passive si trovano ad affrontare il problema dell'eccessiva secchezza dell'aria. Questo problema si manifesta a causa della frequente apertura della porta d'ingresso nell'arco della giornata, soprattutto in inverno;
• inoltre non è possibile aprire una finestra e ventilare la stanza di notte in una casa passiva.

Come creare una casa efficiente dal punto di vista energetico

Prima di iniziare a scegliere i materiali per l'isolamento domestico e il loro spessore, dovresti deciderne alcuni input importanti:

1. piazza del futuro a casa;
2. area di ciascuno facciata;
3. tipo di apertura per le finestre e le loro dimensioni;
4. volume superficiale cantine e fondamenta;
5. volume interno alloggi;
6. altezza soffitto;
7. opzione ventilazione - forzato o naturale.

Principale perdita di calore in casa avviene attraverso:

1. fori di ventilazione;
2. strutture di chiusura, ovvero muri, fondamenta e tetti;
3. aperture delle finestre.

Già nella fase di preparazione del progetto, vale la pena sforzarsi di creare contemporaneamente perdite di calore minime in tutti questi componenti della casa, ad es. dovrebbero essere simili, intorno al 33,3%. In questo modo si ottiene un perfetto equilibrio tra vantaggi e uno speciale isolamento aggiuntivo.

La percentuale di perdita di calore in casa

Costruire una casa ecologica, di regola, costa un ordine di grandezza più costoso. Di solito, questo è del 15-20 percento, ma questi costi si giustificheranno nel tempo. Questa volta è approssimativamente durante il primo anno di vita in una nuova casa.

Complesso di eventi per migliorare l'efficienza energetica della tua casa:

isolamento termico delle pareti - quasi tutte le opzioni di isolamento prevedono la creazione di pareti composite, ad es.

puff, dove ogni strato ha il suo scopo (cuscinetto, parte termoisolante e rivestimento);

isolamento del soffitto: tutto il calore aumenta, quindi l'isolamento di questo componente della casa è molto importante;

isolamento del pavimento - il pavimento freddo contribuisce alla rapida dispersione del calore (uso di polistirolo o lana minerale);

isolamento termico delle aperture di porte e finestre.

Tecnologia di costruzione

Se vuoi costruire una casa passiva con le tue mani, dovrai dedicare molto tempo a questo.

È importante durante la costruzione capire l'essenza, che include tecnologie di risparmio energetico per una casa privata. Ci sono molte opzioni per l'utilizzo di materiali per la costruzione e l'isolamento termico.

Prima di iniziare a costruire una casa passiva da solo, si consiglia di ordinare un progetto di tale casa da professionisti. Saranno in grado di calcolare tutte le sfumature del design e indicare i materiali necessari che sono adatti specificamente per il pezzo di terreno selezionato.

Se c'è il desiderio di costruire una casa passiva, nella sua costruzione vengono utilizzate le seguenti tecnologie:

• pareti calde;
• pavimento caldo;
• isolamento delle fondamenta;
• impermeabilizzazione del tetto;
• utilizzo di pannelli SIP per pareti, pavimenti e tetti.

È possibile utilizzare il seguente algoritmo di azioni:

• dopo aver realizzato il progetto della casa passiva, si procede direttamente ai lavori di installazione;
• Inizialmente, viene costruita una fondazione e viene effettuato il suo isolamento. I materiali per questo sono selezionati individualmente. Una buona opzione per isolare le fondamenta è il vetro espanso. È in corso la realizzazione di una griglia per un impianto di riscaldamento a pavimento liquido. Dopodiché, iniziano ad assemblare la struttura della casa;
• inizia a costruire il tetto. Per l'isolamento e l'impermeabilizzazione, durante la posa della copertura, sul telaio vengono montati un materiale isolante e un film impermeabilizzante;
• impermeabilizzazione completa di pareti e pavimenti;
• iniziare a finire la facciata;
• installare finestre e porte;
• l'ultima fase di costruzione è la finitura della facciata della casa.

Tecnologia della casa passiva

Per ottenere un elevato livello di risparmio energetico, la costruzione di case ad alta efficienza energetica richiede allo stesso tempo un lavoro competente. in quattro direzioni:

1. Nessun ponte termico – cercare di evitare inclusioni che conducono il calore. Per fare ciò, esiste un programma speciale per il calcolo del campo di temperatura, che consente di rilevare e analizzare la presenza di tutti i punti sfavorevoli di tutte le strutture della recinzione dell'edificio, per un'ottimizzazione futura.
2. Recupero di calore, ventilazione meccanica e sigillatura interna. Trovare ed eliminare le sue perdite viene creato organizzando test di tenuta all'aria degli edifici.
3. isolamento termico deve essere previsto in tutte le sezioni esterne - testa a testa, angolo e transizione. In tal caso, il coefficiente di scambio termico deve essere inferiore a 0,15 W/m2K.
4. finestre moderne – finestre con vetrocamera basso emissivo riempite con gas inerte.

Fattori che influenzano l'efficienza energetica

n. 5. Casa Intelligente

Per rendere la vita più confortevole e allo stesso tempo risparmiare risorse, puoi dotare la tua casa di sistemi ed elettrodomestici intelligenti, grazie ai quali già oggi è possibile:

• impostare la temperatura in ogni stanza;
• abbassa automaticamente la temperatura nella stanza se non c'è nessuno;
• accendere e spegnere la luce a seconda della presenza di una persona nella stanza;
• regolare il livello di illuminazione;
• accendere e spegnere automaticamente la ventilazione a seconda dello stato dell'aria;
• apre e chiude automaticamente le finestre per far entrare aria fredda o calda in casa;

• apre e chiude automaticamente le persiane per creare il livello di illuminazione richiesto nella stanza.

Principi di costruzione di una casa efficiente dal punto di vista energetico

L'obiettivo principale della creazione di tali alloggi è ridurre il consumo di calore ed elettricità, soprattutto durante un periodo caldo. Tra i compiti principali:

• semplice forma perimetrale ed edifici e forme del tetto;
• completare tenuta;
• estensione strato di isolamento termico - non inferiore a 15 cm;
• orientamento a sud;
• eccezione "ponti di freddo";
• utilizzo materiali ecologici e caldi;
• applicazione energia naturale rinnovabile;
• realizzazione di ventilazione meccanicanon solo naturale.

La ventilazione naturale produce la maggiore perdita di calore, il che significa che la sua efficienza è molto bassa.Questo sistema non funziona affatto in estate e in inverno è necessario ventilare la stanza in modo tempestivo.

L'installazione di un dispositivo come un recuperatore d'aria consente di riscaldare l'aria in ingresso. Fornisce circa il 90% del calore riscaldando l'aria, il che significa che puoi sbarazzarti dei soliti tubi, caldaie e radiatori.

Principi di base per la progettazione e la costruzione di una casa efficiente dal punto di vista energetico

Il vantaggio di una casa ecologica

La casa a risparmio energetico ha una serie di qualità positive di fronte ad altre tipologie abitative:

• economia - se la casa è passiva, tutti i costi dell'elettricità saranno comunque allo stesso livello basso, anche se il costo aumenta;
• maggiore livello di comfort - pulizia, microclima gradevole e aria fresca, tutto questo è assicurato da uno speciale sistema ingegneristico;
• risparmio energetico - per il fabbisogno di riscaldamento di queste abitazioni i costi sono 10 volte inferiori rispetto a quelli ordinari;
• Beneficio per la salute - assenza di muffe, correnti d'aria, aumento dell'umidità e aria costantemente fresca;
• nessun danno alla natura – le moderne tecnologie efficienti dal punto di vista energetico riducono il livello di emissioni di sostanze nocive nell'atmosfera.

Una moderna eco-casa può essere descritta in una parola: equilibrio

Lo spazio abitativo passivo è considerato uno standard di efficienza energetica speciale, che consente di organizzare il comfort abitativo in modo ecologico ed economico, con il minimo danno per l'ambiente. Allo stesso tempo, il consumo di risorse viene ridotto il più possibile, il che significa che non è necessario installare un sistema di riscaldamento separato o che le dimensioni e la potenza di quello già creato sono piuttosto ridotte.

L'insieme delle caratteristiche di una casa passiva

Come sarà il nostro mondo tra 10 anni?

Combatti contro le fake news

Come afferma un articolo pubblicato sul portale Science Focus, la tecnologia può portarci in un mondo in cui non siamo sicuri di cosa sia reale e cosa non lo sia. Allo stesso tempo, grazie alla tecnologia, possiamo distinguere la realtà dalla finzione, il che è particolarmente vero nell'era delle fake news e dei Deepfake.

Molto probabilmente entro il 2030, la tecnologia ci aiuterà a condurre una vita migliore, mentalmente e fisicamente in salute. Si prevede inoltre che i posti di lavoro subiranno alcuni importanti cambiamenti.

rivoluzione genetica

Oggi, molti ricercatori ripongono grandi speranze sul metodo CRISPR per l'editing del genoma, che può essere utilizzato per curare malattie ereditarie o ridurre significativamente il rischio di sviluppare il morbo di Alzheimer. Si parla addirittura della possibilità di invertire il processo di invecchiamento biologico. Ma fino a che punto possiamo spingerci in questa guerra alle malattie? Dopotutto, la maggior parte dei disturbi è causata non da un gene, ma da una combinazione di diversi geni e fattori ambientali. Alcuni geni che ci predispongono a una malattia proteggono anche da un'altra.

I ricercatori osservano che uno dei problemi principali oggi è la disponibilità di CRISPR, che è costoso. Inoltre, la modifica del genoma umano solleva anche dilemmi etici: ad esempio, uno scienziato cinese che ha utilizzato la tecnologia CRISPR-Cas9 su bambini non ancora nati è stato ampiamente pubblicizzato, per il quale ora sta scontando una pena detentiva.

Forse nei prossimi 10 anni saremo in grado di risolvere alcune delle complesse questioni etiche.

Tuttavia, molti scienziati sperano che in futuro i medici potranno utilizzare questa tecnica a beneficio delle persone, ma i "dettagli più fini" devono ancora essere determinati.Presumibilmente, culture diverse affronteranno le questioni etiche in modo diverso. Quindi, a questo proposito, il futuro è complesso e difficile da prevedere.

rivoluzione spaziale

L'ultima volta che un piede umano ha calpestato la superficie della Luna è stato nel 1972. Quindi, pochi potevano prevedere che le persone non sarebbero tornate sul satellite terrestre per altri 50 anni. Per quanto riguarda gli ultimi piani delle agenzie spaziali mondiali (sia private che pubbliche), i piani per il prossimo decennio prevedono non solo il lancio di veicoli robotici, ad esempio l'Europa Clipper (l'inizio è previsto per il 2021), il James Webb Space Telescope , ma anche ritorno alla Luna e al volo uomo a marte.

In generale, parlando di esplorazione dello spazio, mi piacerebbe credere che lo studio del sistema solare e dell'universo osservabile nei prossimi 10 anni porterà notizie tanto attese e risposte a domande che eccitano l'immaginazione. Chissà, forse nel 2030 l'umanità saprà per certo di non essere sola nella vastità dell'universo infinito.