Идеята за автономните къщи се ражда в резултат на размисъл върху въздействието на нашия начин на живот върху околната среда. Свикнали сме с мисълта, че деградацията на природата е преди всичко резултат от индустрията. Това несъмнено подобрява нашето благосъстояние, но не отнема нашата отговорност за състоянието на околната среда.
Нашата автономна достъпна къща има почти нулево търсене на енергия от невъзобновяеми източници, а малките разходи за повишаване на енергийния стандарт гарантират нейната наличност.
В априлския брой на нашия месечник представихме проектните предположения на къщата, в която градината играе изключително важна роля, а през май - приетите дизайнерски и технологични решения. Сега е време за остъкляване и вентилация.
Зимна градина
Ще започнем да обсъждаме остъкляването - необичайно - със зимна градина. В традиционното, т.е. енергоемко строителство, оранжерията имаше положителен ефект върху енергийния баланс на цялата къща, създавайки буфер между част от външната стена и околността. Използвайки подходящи дупки в стената между зимната градина и вътрешността на къщата, беше възможно да се получи значително количество енергия в слънчеви дни.
В къща с нулева енергия, с термично съпротивление на външните стени RT = 10 m2K / W, допълнителното съпротивление (около Ru = 0,2 m2K / W), направено от неотопляемо помещение (оранжерия) в контакт с една от външните стени, е практически без значение.
Разбира се, това не означава, че подобна оранжерия не си струва да се прави в нашия автономен дом. Просто трябва да запомните, че ако е неотоплено, не е възможно да се запази зелено през зимата, а само да се удължи вегетационният период на растенията.
Работата е много по-сложна, когато искаме да имаме истинска зимна градина. Тогава неправилните решения могат да причинят енергийна катастрофа. В ADD прогнозите ние предложихме компромисно решение. Тъй като искаме да държим растенията в оранжерията целогодишно, трябваше драстично да намалим топлинните загуби. Ето защо проектирахме зимна градина с добре изолиран покрив, върху който могат да се монтират хибридни клетки. Благодарение на това, ние избягваме огромни загуби, като излъчваме топлина през зимата и прегряваме зимната градина през лятото. В същото време на практика не губим слънчева енергия през зимата, пролетта и есента, когато слънцето е ниско над хоризонта и когато особено се нуждаем от неговите лъчи.Друг начин за радикално намаляване на топлинните загуби е инсталирането на ролетни щори, които се затварят автоматично при здрач. И накрая, благодарение на топлинния акумулатор под пода, ние практически елиминираме загубите на земята. По този начин правилно проектираната оранжерия позволява целогодишен контакт със зеленина, без да източва джобовете ни със сметки за енергия.
Windows
В предишния брой описах методите за оптимизиране на изграждането на дялове, с изключение на windows. Не беше случайно. Windows са уникален тип сграден дял поради своята многофункционалност, включително исторически изключително важната функция за осигуряване на чист въздух в жилищните помещения. Подобно на външните стени, прозорците трябва да осигуряват защита срещу студ, топлина, вятър, дъжд, външен шум, както и проникване на неканени гости. От друга страна, те трябва да пропускат възможно най-много слънчева светлина в къщата, но най-вече трябва да осигуряват изглед към градината и околността.
В модернистичното строителство тази последна функция стана толкова важна, че строим стъклени къщи, дори когато гледката от прозорците е безинтересна и най-много можете да се възхищавате на плодовете на работата на интериорния декоратор и финансовото богатство на жителите. И не винаги …
За съжаление защитните и "оптични" функции на прозореца се конфликтират. Колкото по-добре ни предпазват от топлинни загуби, толкова повече стъкла трябва да имат, които за съжаление също намаляват печалбите от слънчева топлина. Това противоречие засяга особено любителите на панорамните гледки, които получават голяма, но обикновено по-лоша картина, отколкото през прозорците с двоен стъклопакет. Това възможно влошаване на гледката ще бъде особено болезнено, когато е - както в случая с ADD - красива градина.
Огромните прозорци са не само енергийни загуби, но и по-малко интимни и непрестанни помещения без стени за подреждане на мебели. Ако обаче запазим умереност - тоест съотношението на площта на прозореца към пода не надвишава 0,25 и се уверим, че повечето от прозорците са разположени на южната, източната и западната кота, те може да са енергийно неутрални или дори да дадат излишни печалби от топлинните загуби.
За да се случи това, трябва да бъдат изпълнени няколко условия. Първо, когато избирате прозорец, уверете се, че неговите рамки на крилото и рамката (профилите) имат възможно най-добрите параметри на топлоизолация, т.е. възможно най-ниската стойност на коефициента на топлопреминаване Uf. Добрите профили имат Uf x 1,0 W / (m2K). Това правило не се отнася за стъклопакета. Тук винаги трябва да се уверите, че рамката, разделяща стъклата, е направена от пластмаса (топла), а не от алуминий (това намалява коефициента на топлопреминаване на целия прозорец Uw с поне 0,1).
Изборът на самия стъклопакет обаче не е толкова очевиден. Трябва да вземем предвид не само стойността на неговия коефициент на топлопреминаване Ug, но и общата му пропускливост на слънчевата енергия g.
За съжаление, колкото по-ниска е стойността на Ug, толкова по-ниска е стойността на g. Това означава, че плащаме за по-малко топлинни загуби с по-малко печалби от слънчева енергия . Следователно изборът на стъклопакет изисква оптимизация и може да се различава в зависимост от страната на света, към която е обърната фасадата.
Щори. Ползите от инсталирането на външни ролетни щори са безспорни. Според германски изследвания ролетни щори, които се затварят автоматично през нощта, намаляват топлинните загуби през прозорците с около 30%.
Ето защо нека анализираме енергийния баланс за прозорци с различни стъклопакети - като приемем стойността на енергията на слънчевата радиация, падаща през отоплителния сезон на вертикалната преграда на южната кота в размер на 350 kWh / m2 и съответно 235 kWh / m2 - на източната, следвайки наредбата за енергийно сертифициране на сгради, 220 kWh / m2 - на запад и 80 kWh / m2 - на север.
Топлинният баланс за трите най-популярни типа прозорци на пазара е представен в таблица 1. За всички прозорци предполагаме използването на топли профили с коефициент на топлопреминаване не по-голям от Uf = 1,0 W / (m2K) и топли разстояния в пакети. Първият е най-скъпият прозорец с троен стъклопакет с две нискоемисионни покрития, вторият е прозорецът с най-евтиното стъкло, а третият е прозорец с двоен стъклопакет с нискоемисионно покритие с висока пропускливост на лъчението.
Както виждаме, в правилно проектирана къща с най-много прозорци на южната кота и най-малко - на северната кота, прозорците с най-лошия Ug индекс, но най-добрият g имат най-добър енергиен баланс. Най-скъпият прозорец с тройно остъкляване с Ug = 0,5 W / (m2K) ) има най-добър баланс само на северната кота.
Изборът на прозорци за автономна къща е особено важен. Те са проектирани да осигуряват възможно най-много слънчева светлина и да предпазват от топлинни загуби, като в същото време те трябва да са евтини, за да направят къщата достъпна. Както се вижда от Таблица 1, тези условия се изпълняват добре от евтини прозорци, оборудвани с ролетни щори.
Вентилация
В исторически план една от най-важните функции на прозорците е била да осигуряват чист въздух в интериора на дома. През лятото въздухът влизаше в помещенията през отворени прозорци, през пролетта и есента чрез фалцовия клирънс, т.е. пропастта между рамката и рамката на прозореца, а през зимата клирънсът беше намален чрез трудолюбиво блокиране, например с вата.
Кухненските и керемидени печки, камини и кози служиха за отвеждане на отработения въздух. Когато централното отопление започва да се използва през 20-ти век, вентилационните канали, известни от древни времена, стават популярни. Вградени в кухни, бани и тоалетни, те премахват използвания въздух с излишна влага.
Двадесети век, и особено втората му половина, доведе до промени, които значително повлияха на важността на проблема с вентилацията. Безпрецедентните успехи на химическата индустрия доведоха до появата на огромно количество органични съединения, особено пластмаси, както в строителните елементи, така и в обзавеждането на дома.
Всички тези материали излъчват летливи органични съединения във въздуха. Те от своя страна отиват директно в кръвта ни през белите дробове. Токсичните ефекти на тези съединения са довели до появата на нови болестни образувания, като синдром на болни сгради, синдром на химическа свръхчувствителност или синдром на хронична умора.
Единственият начин да се избегнат тези симптоми е ефективната вентилация и използването на материали с ниски емисии при строителството на къщи. Изискването за ефективна вентилация е изправено пред сериозна бариера под формата на строителни законови разпоредби, които позволяват използването на естествена вентилация в новопостроени сгради, наричани също доста заблуждаващо гравитационни, въпреки че за разлика от гравитацията тя е изключително химерна. По своята същност той има ограничения, които означават, че на практика никога не осигурява вентилационен въздух в количеството, необходимо за нашето здраве. При външни температури над 12 ° C, тази вентилация спира да работи бързо.През зимата обаче допринася за охлаждането на помещенията поради прекомерен въздушен обмен поради увеличената температурна разлика между интериора на къщата и околностите.
Енергия, необходима за отопление на нормативното количество вентилационен въздух за сграда с площ 144 м2 и височина на помещението 2,7 м, с газова печка (70 м3 / ч), две бани (2 × 50 м3 / ч) и отделна тоалетна (30 м3 / ч) ) и като се вземе предвид въздухът, влизащ в помещенията чрез течове в сградни прегради по неконтролиран начин под въздействието на вятъра, той е до 58 kWh / m2 годишно.
Както можете да видите от това, невъзможно е да се построи автономна къща с гравитационна вентилация. За да се елиминират тези загуби, е необходимо да се използва механична захранваща и изпускателна вентилация с високоефективно възстановяване и перфектно уплътняване на сградата. След това, ако приемем 90% ефективност на рекуператора, търсенето на топлина за отопление на вентилационния въздух ще спадне десет пъти - до 5 kWh / m2 / годишно.
Противно на външния вид, подобна инвестиция не е значително по-скъпа от гравитационната вентилационна система, чиято цена трябва да се изчисли на около 12 000 (фундамент, канали, комини). За тази сума е възможно да се инсталира захранваща и изпускателна вентилация с рекуперация, ако това незабавно е предвидено в строителния проект. По този начин на практика същата цена получаваме ефективна вентилация с филтриран и следователно въздух без прах, ефективна изолация от външен шум и - сякаш това не е достатъчно - огромни икономии на енергия, а оттам и пари.
Следва продължение
Конструктивните аспекти на автономната достъпна къща и нейните вентилационни решения са, разбира се, изключително важни елементи от описания проект. В нашия климат обаче са необходими технически проблеми, свързани с отоплението на жилищата, както и - което не е свързано с географското местоположение - с приготвянето на топла вода. В ADD за тези задачи, наред с други, се използват хибридни клетки на PTV, наземен резервоар за съхранение на топлина и камина с водна риза. Ще пишем за това в следващия епизод на нашия сериал - след месец.
