Principiile Casei Pasive

Belgia: 30 apartamente in standard casa pasiva

Ce este casa pasiva?

Premiul arhitectural pentru casa pasiva

Volumul ilustrat ‘’Primul premiu architectural pentru casa pasiva-finalistii’’ documenteaza cei 10 castigatori si 14 finalisti care au ajuns in etapa finala a concursului din 2010. Volumul a fost publicat de Institutul de Case Pasive cu sprijinul Ministerului Federal al Transpoturilor, Constructiilor si Dezvoltarii Urbane-Germania (Berlin) . 50.000 de exemplare au fost publicate.’’ Rezultatele concursului organizat de Institutul de Case Pasive arata ca un standard ridicat de eficienta energetica si de arhitectura de calitate nu se exclud reciproc. Dimpotriva, acestea se pot completa reciproc intr-un mod exceptional’’, afirma ministrul federal german. Dr. Peter Ramsauer in prefata volumului.

‘’Casa pasiva se concentreaza asupra detaliilor structurale ramanand constienta de fiecare stil arhitectural, astfel cum reiese foarte frumos din acest volum’’, adauga prof.dr. Wolfgang Feist.

Institutul de Case Pasive distribuie gratuit copii ale volumului catre toti cei interesati singurele costuri fiind cele de transport si manipulare. Pentru informatii suplimentare si comenzi va puteti adresa la info@passivehouse-international.org

Casa pasiva si zonarea climatica

Condiţiile climatice joacă un rol deosebit de important în construcţiilor pasive atât în ceea ce priveşte necesarul de energie pentru încălzire cât şi în ceea ce priveşte sarcina termică. Media temperaturilor lunare exterioare precum şi radiaţiile solare pe orizontală şi în cele patru direcţii principale sunt înglobate pentru fiecare oraş din fiecare zonă climatică a României. Consumul energetic al unei clădiri depinde de factori externi şi de factori interni. Factorii externi sunt parametrii climatici caracteristici ai amplasamentului: temperatura aerului, viteza vântului, însorirea, umiditatea aerului. Proiectarea construcţiilor şi a instalaţiilor aferente se face pe baza unor valori medii statistice ale parametrilor climatici, corespunzătoare unei anumite perioade a anului (zi, lună, sezon de încălzire), valori obţinute în urma unor durate de observare de zeci de ani. Aceste valori convenţionale sunt standardizate în SR 4839 şi SR 1907-1, pentru temperatura aerului şi viteza vântului, în STAS 6648/2, pentru însorire, umiditatea şi temperatura aerului. Utilizând datele climatice se poate face simularea comportării clădirii în condiţiile climatice date şi se pot formula concluzii referitoare la necesarul de energie pentru încălzire. Astfel, utilizând o proiectare compactă, o izolaţiei termică continuă şi fără punţi termice şi o orientare către sud, pentru a beneficia la maxim de aporturile solare se poate face o optimizare a casei pasive astfel încât necesarul pentru încălzire să nu depăşească 15 kWh/m2a. Necesarul pentru încălzire se poate calcula dupa doua metode – metoda anuală şi metoda lunară. Necesarul anual pentru încălzire se calculează în conformitate cu normele europene EN 13790 [DIN EN ISO 13790]. Sunt luate în calcul, pierderile energetice prin transmisie şi ventilaţie precum şi câştigurile solare şi aporturile energetice interne (oameni, instalaţii). Metoda lunară presupune o balanţă energetică pentru fiecare lună în parte. Corelaţia dintre temperatură şi radiaţia solară este crucială pentru proiectarea casei pasive, deoarece pentru clădirile care se bazează pe câştigurile, aporturile solare într-o proporţie destul de mare, sarcina termică nu va fi îndeplinită pe perioadele cele mai reci ci mai degrabă pentru situaţiile mai blânde, previzibile. De asemenea, se pot întâlni neconcordanţe în datele climatice care influenţează în mod negativ simulările dinamice. Cel mai indicat ar fi să se folosească date climatice măsurate iar pentru scenariile pesimiste se vor folosi date climatice generate.

Factori de confort termic

· Producţia de căldură a corpului uman, căldura metabolică, căldura cedată, termoreglarea reprezintă factorii de bază care influenţează echilibrul termic al corpului uman. Căldura produsă de corp depinde de nivelul activităţii depuse şi este influenţată de vârstă, sex, etc. Căldura cedată de corp depinde de îmbrăcăminte şi de ceilalţi factori termici.

· Îmbrăcămintea are o influenţă deosebită asupra senzaţiei de confort. Izolaţia termică dată de o ţinută vestimentară se caracterizează prin rezistenţele termice ale elementelor îmbrăcămintei, care variază în limite foarte largi. În tabelul A sunt prezentate rezistenţele termice pentru diferite combinaţii de haine (ASHRAE).

Tabel A. Valori ale rezistenţei termice pentru haine R_h

Combinaţia de haine	Clo	m2K/W
Om dezbrăcat	0	0
Pantaloni scurţi	0,1	0,018
Haine pentru climat tropical (subţiri)	0,3	0,047
Haine de vară (îmbrăcăminte uşoară)	0,5	0,078
Salopetă de lucru	0,8	0,124
Haine de interior pentru iarnă	1,0	0,155
Costum	1,5	0,233

Obs. - ** Clo este reprezentarea numerică a rezistenţei termice a ansamblului de haine 1 clo = 0,155 m²K/W=0,18 m²h^oC/kcal.

1 clo reprezintã o persoanã în repaus care se simte confortabil la 21°C (50% umiditate relativã a aerului, viteza aerului fiind de 0,01 m/s). Exemplu de calcul a rezistenţei termice a ansamblului de haine: cămaşă cu mânecă scurtã 0,19 clo + lenjerie 0,04 clo + pantaloni scurţi 0,11 clo + şosete 0,02 clo + încălţăminte uşoarã 0,02 clo = 0,38 clo.

Factori de confort termic

· Viteza aerului interior w. Este un factor foarte important pentru organismul uman, deoarece aerul stagnant într-o incintă creează o senzaţie înăbuşitoare. Activitatea fizică poate creşte deplasarea aerului, astfel încât viteza aerului poate fi corectată pentru a ţine cont de nivelul confortului termic personal prin activitate fizică. Sensibilitatea la viteza aerului interior este foarte diferită la oameni şi dependentă de starea sănătăţii, sex, vârstă, îmbrăcăminte, anotimp;

· Umiditatea relativă a aerului interior φ_i se defineşte ca raportul dintre presiunea parţială a vaporilor de apă şi presiunea de saturaţie la o anumită temperatură şi presiune. φ_i influenţează schimbul de căldură al unei persoane cu mediul înconjurător prin evaporarea transpiraţiei la suprafaţa pielii. La temperaturi ale aerului interior mici, cedarea de căldură prin evaporare este mai scăzută, deci umiditatea relativă a aerului interior are o influenţă mai mică. La temperaturi ale aerului mai mari şi la activităţi fizice intense, creşterea umidităţii relative are o influenţă mare asupra schimbului de căldură între om şi mediul ambiant. Umidităţi relative ale aerului interior mai mari de 70%, la temperaturi coborâte ale aerului exterior, favorizează apariţia condensatului pe suprafaţa interioară a pereţilor exteriori, în lipsa unei izolări termice corespunzătoare.

Factori de confort termic

· Temperatura medie de radiaţie a suprafeţelor delimitatoare T_mr are o influenţă mai mare decât temperatura aerului interior asupra modului în care persoanele pierd dau primesc căldură din mediul înconjurător. Pielea omului absoarbe aproape la fel de multă energie ca un obiect negru mat. Valoarea temperaturii medie de radiaţie determină mărimea schimbului radiant de căldură al omului cu mediul ambiant. Se poate calcula ca media ponderată a temperaturilor pereţilor, ferestrelor, plafonului, pardoselii şi a corpurilor de încălzire din incintă cu formula (manual de ventilare):

, [^oC], (1.1)

unde T_i - temperatura fiecărei suprafeţe luate în considerare în ^oC, i=1..n, S_n – suprafaţa luată în considerare în m², n – numărul de suprafeţe radiante. Temperatura medie a pereţilor incintei trebuie să fie apropiată de temperatura aerului interior. Temperatura medie de radiaţie este în mod indirect influenţată de tipul de sistem de încălzire utilizat. Aceasta înseamnă, că pentru o anume incintă, echipată cu sisteme de încălzire diferite, temperatura rezultantă va fi diferită.

Casa pasiva si confortul termic

Noţiunea de confort termic implică atât microclimatul dintr-o încăpere, cât şi factori de natură psihologică şi mentală. Realizarea unui confort termic adecvat este foarte importantă, deoarece afectează întregul moral uman. Chiar dacă organismul uman se adaptează la mediul înconjurător prin strategii adaptive de genul îmbrăcare, dezbrăcare, schimbare de poziţie, mutarea în alte zone din incintă de alt nivel termic, etc., acestea nu sunt de durată. Se defineşte confortul termic rezonabil (reasonable confort) atunci majoritatea este satisfăcută. HSE consideră 80% dintre ocupanţii unei incinte o limită rezonabilă pentru un număr minim de oameni care trebuie mulţumiţi de confortul termic creat. Din aceste considerente, în proiectarea clădirilor, principalul factor de care se ţine seama este realizarea confortului termic pentru factorul uman. Evaluarea confortului este subiectivă şi include satisfacţia, acceptarea, caracterul plăcut sau reacţii negative.

Confortul termic este afectat de procesele de conducţie, convecţie, radiaţie, precum şi de pierderile de căldură prin evaporare. Mediul termic interior este influenţat de şase parametrii, denumiţi factori de confort termic:

· Temperatura aerului interior T_i, care reprezintă cel mai comun indicator al confortului termic. Se defineşte ca temperatura aerului din jurul corpului uman, la distanţă faşă de radiaţia surselor de căldură. Variaţiile chiar foarte reduse ale acestei temperaturi sunt sesizate imediat de organismul uman. Această temperatura este considerată ca valoare medie, ce trebuie reconsiderată în funcţie de cazul analizat. Pentru un individ normal îmbrăcat, cu o activitate fizică uşoară este prezentată în figura 58 o zonă de confort admisă. (Manual ventilare). În funcţie de valoarea acesteia se determină consumurile de energie pentru încălzire, respectiv răcire. Temperatura aerului interior trebuie să fie mai ridicată în încăperile în care oamenii se găsesc în repaus sau desfăşoară o activitate uşoară şi trebuie să fie mai scăzută acolo unde activitatea desfăşurată este mai intensă;

Confortul termic

Confortul termic este definit de ASHRAE* (Standard ANSI/ASHRAE 55-2004) şi de standardul ISO 7730:2005 ca fiind acea stare a minţii care exprimă satisfacţie în raport cu mediul înconjurător. Confortul termic se referă la suma de condiţii ale mediului înconjurător, în cadrul cărora percepţia mentală şi fizică este de confort, fără eforturi din partea organismului pentru compensarea termică. Din punct de vedere al studiului noţiunii de confort termic, se urmăreşte răspunsul uman la impactul climatic (O’Callaghan, P.W., 1978)

Datorită faptului că majoritatea oamenilor îşi petrece mai mult de 70% în clădiri (incinte închise), realizarea şi menţinerea confortului termic reprezintă sarcinile de bază pentru inginerii specialişti în microclimat interior. Clădirile de locuit şi cele din sectorul terţiar trebuie să asigure posibilitatea efectuării în condiţii optime a muncii fizice, cele intelectuale, a recreării, odihnei, în general a activităţilor pentru care sunt destinate clădirile respective cu o eficienţă energetică ridicată. Clădirile, indiferent de destinaţia lor, sunt mari consumatoare de energie şi în acelaşi timp oferă oportunităţi mari pentru ridicarea eficienţei energetice, problemă de mare actualitate în actualul context mondial.

Îmbunătăţirea eficienţei energetice atrage după sine şi reducerea facturii energetice, o cerinţă foarte importantă din punct de vedere economic. Din cele enunţate mai sus rezultă că microclimatul interior al unei clădiri trebuie să fie rezultatul unei optimizări multicriteriale, având în vedere atât confortul termic cât şi economia de energie

Protectia termica

Protecţia termică se referă la totalitatea măsurilor menite la determinarea reducerii cuplajului termic între interiorul şi exteriorul clădirii: termoizolarea pereţilor şi acoperişului, ferestre termoizolante, reducerea punţilor termice, etanşeizare, compactare, ventilaţie cu recuperare de căldură. În majoritatea situaţiilor, aceste măsuri facilitează obţinerea şi menţinerea unor temperaturi constante şi confortabile ale mediului interior locuit.

Balanţa energetică a pereţilor şi a acoperişului

Balanţa energetică a unei clădiri se referă la: suma pierderilor de căldură (de ex. prin tavan, pereţi exteriori şi ferestre) să fie egală cu suma aportului de căldură (de ex.: din încălzire solară pasivă, încălzire internă sau activă).

O ecuaţie foarte simplă corespunzătoare fluxului de căldură(termic) printr-un perete, de exemplu, este:

q=UAΔT,

unde U este transmitanţa termică a peretelui, A este aria corespunzătoare şi ΔT reprezintă diferenţa de temperatură dintre cele doua zone.