Myšlenka autonomních domů se zrodila jako výsledek reflexe dopadu našeho způsobu života na životní prostředí. Jsme zvyklí na myšlenku, že degradace přírody je primárně výsledkem průmyslu. To nepochybně zlepšuje naši pohodu, ale nezbavuje nás to odpovědnosti za stav životního prostředí.
Náš Autonomous Accessible House má téměř nulovou poptávku po energii z neobnovitelných zdrojů a malé výdaje na zvyšování energetického standardu zaručují jeho dostupnost.
V dubnovém čísle našeho měsíčníku jsme představili návrhové předpoklady domu, ve kterém hraje zahrada mimořádně důležitou roli, a v květnu - přijatá designová a technologická řešení. Nyní je čas na zasklení a větrání.
Zimní zahrada
Začneme diskutovat o zasklení - atypicky - se zimní zahradou. V tradiční, tj. Energeticky náročné výstavbě měla oranžerie pozitivní vliv na energetickou bilanci celého domu a vytvořila nárazník mezi částí vnější stěny a okolím. Použitím vhodných otvorů ve zdi mezi zimní zahradou a interiérem domu bylo možné získat značné množství energie za slunečných dnů.
V domě s nulovou energií, s tepelným odporem vnějších stěn RT = 10 m2K / W, nemá dodatečný odpor (asi Ru = 0,2 m2K / W) vytvořený nevytápěnou místností (oranžérií) v kontaktu s jednou z vnějších stěn prakticky žádný význam.
To samozřejmě neznamená, že taková oranžerie v našem Autonomním domě nestojí za to. Musíte si jen pamatovat, že pokud není vytápěné, není možné v zimě udržovat zelenou barvu, ale pouze prodloužit vegetační období rostlin.
Ta věc je mnohem komplikovanější, když chceme mít skutečnou zimní zahradu. Nesprávná řešení pak mohou způsobit energetickou katastrofu. V projekcích ADD jsme navrhli kompromisní řešení. Protože chceme rostliny udržovat v zimní zahradě po celý rok, museli jsme drasticky snížit tepelné ztráty. Proto jsme navrhli zimní zahradu s dobře izolovanou střechou, na kterou lze instalovat hybridní buňky. Díky tomu se vyhneme obrovským ztrátám vyzařováním tepla v zimě a přehřátím zimní zahrady v létě. Zároveň prakticky neztrácíme sluneční energii v zimě, na jaře a na podzim, kdy je slunce nízko nad obzorem a když potřebujeme zejména jeho paprsky.Dalším způsobem, jak radikálně snížit tepelné ztráty, je instalace rolet, které se za soumraku automaticky zavírají. A konečně díky tepelnému akumulátoru pod podlahou prakticky eliminujeme ztráty na zemi. Takto správně navržená oranžerie umožňuje celoroční kontakt se zelení, aniž by naše kapsy byly vyčerpány účty za energii.
Windows
V předchozím čísle jsem popsal metody optimalizace vytváření oddílů, s výjimkou oken. Nebyla to náhoda. Okna jsou díky své multifunkčnosti jedinečným typem příčky budovy a historicky mimořádně důležitou funkcí zajišťování čerstvého vzduchu do obytných prostor. Podobně jako vnější stěny mají okna poskytovat ochranu před chladem, teplem, větrem, deštěm, vnějším hlukem a vniknutím nezvaných hostů. Na druhou stranu by měli do domu vpustit co nejvíce slunečního světla, ale především by měli poskytovat výhled do zahrady a jejího okolí.
V modernistické výstavbě se tato poslední funkce stala tak důležitou, že stavíme skleněné domy, i když je pohled z oken nezajímavý a nanejvýš můžete obdivovat plody práce dekoratéra a finanční bohatství obyvatel. A ne vždy …
Bohužel ochranné a „optické“ funkce okna se střetávají. Čím lépe nás chrání před tepelnými ztrátami, tím více skleněných tabulí musí být, což bohužel také snižuje solární tepelné zisky. Tento rozpor se týká zejména milovníků panoramatických pohledů, kteří dostávají velký, ale obvykle horší obraz než okna s dvojitým zasklením. Toto možné zhoršení výhledu bude obzvláště bolestivé, když se jedná - jako v případě PŘIDAT - o krásnou zahradu.
Obrovská okna jsou nejen ztrátami energie, ale také méně intimními a neutuchajícími místnostmi bez zdí pro uspořádání nábytku. Pokud však zachováme umírněnost - to znamená, že poměr plochy okna k podlaze nepřesahuje 0,25 a zajistíme, aby většina oken byla umístěna v jižní, východní a západní výšce, mohou být energeticky neutrální nebo dokonce mohou způsobit nadměrné zisky nad tepelnými ztrátami.
Aby k tomu mohlo dojít, musí být splněno několik podmínek. Nejprve se při výběru okna ujistěte, že jeho křídlové rámy a rám (profily) mají nejlepší možné parametry tepelné izolace, tj. Nejnižší možnou hodnotu součinitele prostupu tepla Uf. Dobré profily mají Uf x 1,0 W / (m2K). Toto pravidlo se nevztahuje na zasklívací jednotku. Zde byste se měli vždy ujistit, že rám oddělující tabule je vyroben z plastu (teplý) a nikoli z hliníku (tím se snižuje součinitel prostupu tepla celého okna Uw alespoň o 0,1).
Samotná volba zasklení však není tak zřejmá. Musíme vzít v úvahu nejen hodnotu jeho součinitele prostupu tepla Ug, ale také jeho součinitel prostupu sluneční sluneční energie g.
Bohužel, čím nižší je hodnota Ug, tím nižší je hodnota g. To znamená, že platíme za menší tepelné ztráty s menší solární energií . Výběr zasklívací jednotky proto vyžaduje optimalizaci a může se lišit v závislosti na světové straně, na kterou je fasáda obrácena.
Rolety. Výhody instalace externích rolet jsou však nesporné. Podle německého výzkumu rolety, které se v noci automaticky zavírají, snižují tepelné ztráty okny asi o 30%.
Pojďme tedy analyzovat energetickou bilanci oken s různými zasklívacími jednotkami - za předpokladu, že hodnota energie slunečního záření klesá během topné sezóny na svislou přepážku na jižní výšce ve výši 350 kWh / m2, respektive 235 kWh / m2 - na východní, podle nařízení o energetické certifikaci budov, 220 kWh / m2 - na západě a 80 kWh / m2 - na severu.
Tepelná bilance pro tři nejoblíbenější typy oken na trhu je uvedena v tabulce 1. U všech oken předpokládáme použití teplých profilů s koeficientem přenosu tepla ne větším než Uf = 1,0 W / (m2K) a teplých distančních rámů v baleních. Prvním je nejdražší okno s trojitým zasklením se dvěma nízkoemisními vrstvami, druhým je okno s nejlevnějším sklem a třetím je okno s dvojitým zasklením s nízkoemisním povlakem s vysokým prostupem záření.
Jak vidíme, ve správně navrženém domě s největším počtem oken v jižní nadmořské výšce a nejméně - v severní nadmořské výšce mají okna s nejhorším indexem Ug, ale nejlepší g mají nejlepší energetickou bilanci. Nejdražší okno s trojitým zasklením s Ug = 0,5 W / (m2K) ) má nejlepší rovnováhu pouze na severní nadmořské výšce.
Výběr oken pro autonomní dům je obzvláště důležitý. Jsou navrženy tak, aby poskytovaly co nejvíce slunečního světla a chránily před tepelnými ztrátami, a zároveň musí být levné, aby byl dům přístupný. Jak je patrné z tabulky 1, tyto podmínky dobře splňují levná okna s roletami.
Větrání
Historicky jednou z nejdůležitějších funkcí oken bylo zajišťovat čerstvý vzduch do interiéru domu. V létě vstupoval vzduch do místností otevřenými okny, na jaře a na podzim mezerou mezi drážkami, tj. Mezerou mezi rámem a rámem okna, a v zimě byla vůle snížena pracným blokováním například vatou.
Funkci odsávání odváděného vzduchu vykonávali kuchyňská a kachlová kamna, krby a kozy. Když se ve 20. století začalo používat ústřední topení, staly se populární ventilační kanály známé od starověku. Vestavěné kuchyně, koupelny a toalety odstraňovaly přebytečnou vlhkost použitého vzduchu.
Dvacáté století, a zejména jeho druhá polovina, přineslo změny, které významně ovlivnily význam problému ventilace. Bezprecedentní úspěchy chemického průmyslu vyústily ve vzhled obrovského množství organických sloučenin, zejména plastů, jak ve stavebních prvcích, tak v bytovém zařízení.
Všechny tyto materiály emitují těkavé organické sloučeniny do ovzduší. Ty zase jdou plícemi přímo do naší krve. Toxické účinky těchto sloučenin vedly ke vzniku nových chorobných entit, jako je syndrom nemocných budov, syndrom chemické hypersenzitivity nebo syndrom chronické únavy.
Jediným způsobem, jak se těmto příznakům vyhnout, je účinné větrání a používání nízkoemisních materiálů při stavbě domů. Požadavek účinného větrání čelí vážné bariéře v podobě stavebně-právních předpisů, které umožňují použití přirozeného větrání v nově budovaných budovách, nazývaných také docela zavádějící gravitační, i když na rozdíl od gravitace je extrémně chimérický. Ze své podstaty má omezení, která znamenají, že prakticky nikdy neposkytuje ventilační vzduch v množství nezbytném pro naše zdraví. Při venkovních teplotách nad 12 ° C přestane tato ventilace rychle fungovat.V zimě však přispívá k ochlazování místností v důsledku nadměrné výměny vzduchu v důsledku zvýšeného teplotního rozdílu mezi vnitřkem domu a jeho okolím.
Energie potřebná k ohřevu normativního množství ventilačního vzduchu pro budovu o rozloze 144 m2 a výšce místnosti 2,7 m, s plynovým sporákem (70 m3 / h), dvěma koupelnami (2 × 50 m3 / h) a samostatnou toaletou (30 m3 / h) ) a při zohlednění vzduchu vstupujícího do místností netěsnostmi v příčkách budov nekontrolovaně pod vlivem větru je to až 58 kWh / m2 za rok.
Jak z toho můžete vidět, je nemožné postavit autonomní dům s gravitačním větráním. K eliminaci těchto ztrát je nutné použít mechanické napájení a odsávání s vysoce účinnou rekuperací a dokonalým utěsněním budovy. Poté, za předpokladu 90% účinnosti rekuperátoru, poklesne potřeba tepla na ohřev ventilačního vzduchu desetkrát - na 5 kWh / m2 / rok.
Na rozdíl od zdání není taková investice podstatně dražší než gravitační ventilační systém, jehož náklady by se měly odhadovat na zhruba 12 000 (základ, potrubí, komíny). Za tuto částku je možné instalovat přívodní a odtahové větrání s rekuperací, pokud je to ve stavebním projektu okamžitě stanoveno. Za prakticky stejnou cenu tedy získáme efektivní ventilaci s filtrovaným, a tedy bezprašným vzduchem, účinnou izolaci od vnějšího hluku a - jako by to nestačilo - obrovské úspory energie, a tedy i peníze.
Pokračování příště
Konstrukční aspekty Autonomního přístupného domu a jeho ventilační řešení jsou samozřejmě nesmírně důležitými prvky popsaného projektu. V našem podnebí jsou však nepostradatelné technické problémy spojené s vytápěním domácností, jakož i - které nesouvisí se zeměpisným umístěním - s přípravou teplé vody. Ve službě ADD se tyto úkoly provádějí mimo jiné pomocí hybridních článků PTV, zemního akumulátoru tepla a krbu s vodním pláštěm. Budeme o tom psát v další epizodě naší série - za měsíc.
