Již léta podporujeme stavbu energeticky úsporných domů v „Ładny Domu“. Není pochyb o tom, že je to energie spotřebovaná bydlením, která má negativní dopad na životní prostředí.
Náš Autonomous Accessible House má téměř nulovou poptávku po energii z neobnovitelných zdrojů a malé výdaje na zvyšování energetického standardu zaručují jeho dostupnost.
Nadace
Volba způsobu založení Autonomního přístupného domu není tak zřejmá, jak se zdá.
Nejoblíbenější metoda založení rodinného domu na betonových základech, pokud jde o pevnost, funguje pouze tehdy, když je na úrovni základu alespoň trochu nosné zeminy. Pokud tomu tak není, musíme vzít v úvahu jeho nákladnou výměnu nebo zvolit stejně drahý základ na hromadách nebo studnách.
Existuje však ještě větší problém, který návrháři dosud zcela přehlíželi. Tradičním základem je jeden velký radiátor, který přenáší na zem teplo proudící z domu stěnami přízemí a podlahovou deskou. Tuto situaci nezmění ani velmi dobrá izolace z vnějšku základových stěn a celého povrchu podlahy na zemi.
Zatímco v „chladných“ domech, tj. V budovách, které jsou v souladu s extrémně mírnými energetickými požadavky platnými v Polsku (i když je zákonodárcem uznáno za racionální), nemusí to být nijak zvlášť důležité, v energeticky úsporných domech to nelze opomenout obrovský tepelný most - který je tradičním základem.
Pokud si tedy nemůžeme dovolit - vzhledem k enormním a neustále rostoucím nákladům na vytápění - stavět podle „racionality“ vlády, a zejména pokud chceme, aby byl dům ekonomicky přístupný z hlediska nejnižšího součtu nákladů na jeho výstavbu a provoz, pak jeho umístění na klasický základ by měl být vyloučen.
Základ desky. Jediným „správným“ řešením je zde železobetonová základová deska vyrobená z pevné tepelné izolace z tvrdých polystyrénových desek. Další výhodou takové desky je, že díky její velké ploše a tedy nízkému tlaku země je možné na ní postavit dům i na nenosných půdách, které jsou obvykle levnější.
Základová deska má další výhodu - může pojmout trubky podlahového topení na bázi vody, což sníží investiční náklady. Stejné trubky nám navíc mohou v létě poskytnout pohodlnou a bezplatnou klimatizaci.
Tradiční základ s výkonným tepelným mostem! Pokusme se určit tepelné ztráty pomocí tradičního základu. Podle normy je součinitel tepelné ztráty kontaktem mezi podlahou a stěnami přízemí a základovou zdí 0,8 W / (mK). Za předpokladu, že patky a základové zdi (vnější a vnitřní) jsou v domě s přízemní plochou 100 m2 dlouhé přibližně 50 m, dostaneme hodnotu 0,8 × 50 = 40 W / K; to znamená, že k pokrytí těchto ztrát potřebujeme až 3 750 kWh tepla ročně.
Dokonce i pro domy postavené na extrémně energeticky náročném energetickém standardu (definovaném v technických podmínkách, které by budovy měly splňovat - na rozdíl od zjevných skutečností - jako racionální), to znamená asi 13% z celkové potřeby tepla na vytápění. Jde tedy o více než únik přes celou - velmi špatně izolovanou, i když v souladu s předpisy - podlahou na zemi.
V našem autonomním přístupném domě je celková potřeba tepla na vytápění nižší než ztráty prostřednictvím „základního“ tepelného mostu, kterým jsou stěny a pásy. Proto by se zde v žádném případě nemělo používat jeho umístění tradičním způsobem na lavičky!
Akumulátor tepla. V našem domě potřebujeme místo pro skladování zemního tepla, které se získává v létě jako vedlejší produkt výroby elektřiny v hybridních PV-T článcích.
Půda pod budovou je dobrým místem pro takový kontejner. Díky své vysoké teplotě můžeme rezignovat na 40 cm vrstvu tepelné izolace podlahy na zemi, což je v tradičních řešeních výhodné, a uspokojit se pouze s 15-20 cm vrstvou polystyrenu umístěnou pod základovou deskou, která v létě zabrání přehřátí místností teplem akumulovaným pod domem.
Vnější stěny
Výběr typu vnější stěny pro ADD je nesmírně důležitý. Zaprvé proto, že v rodinných domech tvoří téměř polovinu plochy všech vnějších příček, a tedy - jsou odpovědné za významnou část tepelných ztrát. Zadruhé - jsou důležitým prvkem konstrukce domu a musí splňovat příslušné pevnostní požadavky. A za třetí - jsou do nich instalována okna a dveře, což generuje další energetické požadavky (tepelné mosty) a stavební požadavky (např. Překlady).
Kombinace všech těchto požadavků není jednoduchá, především proto, že materiály s vysokou strukturální pevností jsou tepelnými izolátory a naopak - co dobře izoluje, špatně přenáší zatížení.
Nějaká historie. Moderní konstrukce je do značné míry pokusem o sladění pevnosti a izolace vnějších stěn. První nápady byly, dalo by se říci, obsáhlé. Dva základní stavební materiály - dřevo a cihly - byly použity v přebytku z hlediska jejich konstrukčních vlastností, aby byla lépe chráněna před tepelnými ztrátami. Měli jsme tedy stěny o tloušťce dvou cihel (50 ÷ 60 cm) a dřevěných kulatin (20 ÷ 40 cm), i když z konstrukčního hlediska mohly být mnohem tenčí.
Pak existovala řešení v podobě stěn se vzduchovými dutinami, jak z cihel, tak ze dřeva (skelet), snižujících spotřebu materiálů a zvyšujících jejich tepelný odpor.
Obrovský přísun energie, který charakterizuje průmyslovou éru, nezastavil hledání materiálů, které by umožnily levnější stavbu teplejších domů. V dřevěné konstrukci převzala trh lehká rámová konstrukce a v cihelách se objevovaly další a další otvory, tj. Éra keramických bloků.
Beton začal konkurovat trhu dutých cihel a keramiky. Objevily se pěnové betony, ale také porézní keramika, hledající kompromis mezi izolací a pevností v tlaku stěnových materiálů. Každý z materiálů pro stavbu vnějších stěn, který se objevil, vyřešil problém a získal kus trhu.
Rovněž se vyvinuly technologie izolačních a stavebních materiálů určených pro stavbu sendvičových stěn. Místo toho, aby hledali kompromis mezi izolací a strukturou, optimalizují využití stále lepších strukturálních a izolačních vlastností každého z těchto materiálů.
Stěna pro autonomní dům. Současný designér si může vybrat z desítek variant vnější stěny a každá z nich je podle prodejce nejlepší. Racionální volba typu vnější stěny je v této situaci velmi obtížná. Je ještě obtížnější zvolit technologii pro ADD, vzhledem k předpokladu, že jediným zdrojem energie pro její vytápění bude akumulace zemního tepla pod budovou.
V důsledku tepelných ztrát nesmí teplota půdy překročit 30 stupňů C. V důsledku toho maximální teplota přívodu podlahového topení vody, která závisí na požadavku na energii, určuje kapacitu zemní nádrže. Chceme-li, aby nepřesáhla 25 stupňů C, musí být požadavek na energii na úrovni 16 W / m2, takže koeficient přenosu tepla stěnami (při zohlednění všech tepelných mostů!) By neměl být vyšší než U = 0,1 W / (m2K). Řešení musí být navíc co nejlevnější, aby byl dům cenově dostupný.
Z našich úvah jsme proto zpočátku odmítli jednovrstvé stěny kvůli neschopnosti plně eliminovat tepelné mosty na křižovatce truhlářství se stěnou. Máme na výběr sendvičové stěny.
Je to stále obrovská volba, ale je to mnohem jednodušší, že jsme předpokládali maximální tloušťku stěny 50 cm kvůli přístupu denního světla do místností. Máme na výběr z několika variant ve dvou technologiích. První je stěna z prvků malé velikosti a druhá - železobetonový monolit, tj. Prefabrikace v továrně na staveništi nebo na staveništi.
Rosný bod. Simulace výskytu rosného bodu, tj. Místa poblíž vnějšího povrchu stěny, kde se při určité vlhkosti mění vodní pára ve vodu, vyústila v upuštění od technologie zděné stěny pomocí prvků malé velikosti. Tento bod se vyskytuje ve všech přepážkách z porézních materiálů. Až dosud, s enormní spotřebou energie budov povolenou stavebním zákonem, na tomto jevu nezáleželo, pokud bylo množství kondenzované vlhkosti tak malé, že se v létě dokázalo odpařit. Pokud však musíme postavit zeď s koeficientem U = 0,1 W / (m2K), brání tomu kondenzace vodní páry; vlhkost stavebního materiálu způsobí pokles jeho izolačního výkonu.
Prefabrikace na staveništi. Ukázalo se, že řešením jsou prefabrikované monolitické stěny vyrobené přímo na místě. Mají několik jedinečných výhod. Zevnitř domu je 5 cm silná vrstva železobetonu, která umožňuje zavěšení polic a skříněk. Zároveň má stěna dostatečně velkou tepelnou kapacitu pro optimální využití solárních a živých tepelných zisků.
I přes malou tloušťku deska spojuje a vyztužuje dva železobetonové sloupy 7,5 × 15 cm, které jsou konstrukčním uspořádáním domu. Monolitická zeď izolovaná zvenčí 25 cm polystyrenu s x = 0,031 W / (mK) umožňuje získat U = 0,1 W / (m2K), protože v ní není rosný bod. Mezi stěnou a dřevěnou konstrukcí (díky instalaci oken do izolační vrstvy) a v místě, kde strop leží nad přízemím (díky použití 25 cm vrstvy polystyrenu jako bednění pro nalití věnce) také neexistují tepelné mosty.
Podkrovní kolenní stěny. Podkroví v projektu ADD má podélnou kolenní stěnu ze železobetonu v bednění z polystyrenu a OSB. Díky této konstrukci stěna přenáší nejen zatížení ze střechy, ale má také vynikající součinitel U = 0,09 W / (m2K).
Střecha a štítové stěny podkroví
Nosníková konstrukce střechy je izolována 30 cm minerální vlny s koeficientem x = 0,035 W / (mK). Tepelná izolace je pokryta parotěsnou zábranou z reflexní fólie.
Jižní část střechy. Je určen k získání sluneční energie. Protože předpokládáme zvýšení nákladů na energii a současně rychlý rozvoj technologie, střecha musí být přizpůsobena jednoduché výměně článků za nové, účinnější. Řešením, které navrhujeme, je opláštění OSB (nebo podobné) s připojeným univerzálním montážním systémem pokryté vícevrstvým polyuretanovým krytem. Umožňuje instalaci řady hybridních buněk vhodných pro současné ekonomické podmínky.
Severní sklon střechy. Má strukturu, která umožňuje udržování vrstvy trávy a mechu na šikmé ploše střechy. Jejich úkolem je zadržovat a čistit dešťovou vodu i šedou vodu (splašky z umyvadel, sprch, vany a pračky). Z důvodu těchto požadavků jsou severní část střechy, stejně jako střechy nad garáží, hobby místností a vstupní verandou, vyrobeny stejnou technologií.
Podkrovní štítové stěny. Mají stejný součinitel prostupu tepla jako střecha - U = 0,09 W / (m2K). Budou vyrobeny technologií lehkého dřevěného rámu vyplněného polystyrenem a - stejně jako celý dům - budou z vnější strany izolovány 25 cm vrstvou polystyrenu.
Svislá a střešní okna
Výběr oken pro Autonomous House je v kontextu jejich multifunkčnosti velmi důležitý. Okna nám mají poskytovat co nejvíce slunečního světla, chránit před tepelnými ztrátami a poskytovat nejvíce nezkreslený výhled do zahrady.
Čím lépe okna chrání před tepelnými ztrátami, tím méně sluneční energie obvykle v zimě do místností proniká. Před výběrem oken proto stojí za to porovnat:
- ztráty, které závisí na součiniteli prostupu tepla Uw,
- se zisky, které závisí na součiniteli prostupu sluneční energie g.
Jednoduché výpočty ukazují, že u oken na západní a východní fasádě a téměř vždy na jižní fasádě mají drahá okna, která výrobci nazývají pasivní, horší poměr zisků a ztrát než ta nejlevnější se zasklívací jednotkou s Ug = 1,1 W / (m2K ) a g = 0,67.
A pokud k oknům přidáme rolety, které mají kromě tepelné ochrany řadu dalších funkcí, je vyváženost zisků a ztrát ještě příznivější. Vícekomorové skleněné sady navíc mírně deformují obraz vnějšího světa, což omezuje jejich použití v domě s krásnou zahradou.
Více o Autonomous House
Technologie a konstrukce Autonomous Accessible House jsou nesmírně důležité prvky popsaného projektu. Další již přijatá řešení, která jsme již popsali (viz odkazová slova a fráze), jsou však velmi důležitá v oblasti:
- elektroinstalace s hybridními články, vyrábějící elektřinu nejen pro domácí potřeby, ale i na prodej - čtěte ZDE
- vytápění - čtěte ZDE,
- chlazení a větrání se zpětným získáváním tepla - přečtěte si ZDE,
- instalace teplé a studené vody,
- a kanalizační systémy s domácí čistírnou odpadních vod a použití šedé odpadní vody - viz ZDE.
