Construiţi o casă nouă sau vreţi să faceţi reparaţii şi modificări la cea veche? Există opţiuni majore ca să faceţi diferenţa! Iată soluţia care ar putea rezolva aceste neajunsuri.
Casa solară
Cum arată o casă solară?
Casa solară arată ca o casă obişnuită, singurul aspect remarcabil îl reprezintă ferestrele mai mari decât de obicei, aşezate spre sud. Unele case solare au o verandă sau chiar o grădină de iarnă legate de peretele însorit al casei, iar căldura acumulată în aceste sere este dirijată înspre celelalte încăperi ale casei.
Vegetaţia care înconjoară această casă o protejează datorită frunzişului des de prea mult soare în timpul verii fierbinţi iar în celelalte anotimpuri constituie o barieră naturală împotriva vânturilor reci şi a ploii care “spală” pereţii exteriori.
O astfel de casă poate fi o creaţie arhitectonică futuristă, cu multe elemente de sticlă, metal sau materiale noi sau o casă clasică, cu acoperiş şi ferestre mari. Poate fi un bloc de apartamente orientat cu faţa la sud, o vilă somptuoasă cu 2-3 nivele sau o casă nu prea mare, cu mansardă şi terasă în mijlocul unei grădiniţe de flori.
Casa solară se potriveşte oricărui om care doreşte să aibă confort natural fără contribuţia majoră a aparatelor de încălzire-climatizare care folosesc combustibil fosil sau energie electrică în exces.
Gândiţi casa de la început ca pe o casă solară, cu încălzire şi ventilaţie pasive. Confortul dat de climatizarea şi iluminarea casei poate fi în cea mai mare parte gratuit.
O casă solară nu diferă la exterior de o casă obişnuită. Orice casă poate fi făcută să beneficieze din plin de energia soarelui. Respectarea unor modalităţi de proiectare sau de construcţie nu costă nimic în plus şi cere doar cunoaşterea unor principii generale. Nu ignoraţi aceste legi naturale. O casă “gândită” să folosească energia soarelui poate să-şi plătească singură valoarea, pe durata ei de folosinţă, din energia convenţională nefolosită pentru încălzirea sau iluminarea ei.
Principiile casei solare
Încălzirea solară este modalitatea cea mai eficientă de a asigura căldura casei. În general, cantitatea totală anuală de energie solară care cade pe acoperişul casei este mai mare decât energia totală consumată în casă.
Gândită din faza de proiect, încălzirea pasivă (care combină efectele încălzirii solare cu tehnicile de construcţie) nu ridică preţul casei, dar are efecte spectaculoase în reducerea cheltuielilor de întreţinere.
Este de durată, simplu de pus în operă, funcţionează în general fără aportul unor dispozitive care se pot defecta şi a fost dintotdeauna cea mai de încredere soluţie.
Cu toate acestea, climatizarea pasivă nu elimină mecanismele standard şi automatizările din instalaţii cu care ne-am obişnuit deja, ci doar reduce de câteva ori cifra anuală a consumurilor energetice.
Dorinţa locuitorilor unei case de a consuma cât mai puţină energie pentru încălzirea şi răcirea casei precum şi pentru producerea apei calde menajere este condiţionată de aplicarea principiilor de funcţionare ale casei solare. Dacă vom dori să încălzim casa exclusiv solar în anotimpul rece sau să avem o temperatură de cel mult 24 °C pe timpul verii, nu vom reuşi dacă cerem aceste lucruri de la o casă veche, construită ca acum 20-30 de ani. Un calcul simplu ne va arăta că este de câteva ori mai scump să dotăm casa cu instalaţii solare şi climatizare modernă decât să reabilităm termic construcţia. Dacă o casă consumă anual numai pentru încălzire peste 200 de kWh/m2(casa pasivă trebuie să consume max. 15 kWh/m2 anual), la o suprafaţă de 100 de m2 energia totală va fi de 20.000 kwh anual!
Ca să asigurăm această energie am avea nevoie de panouri solare care depăşesc cu mult suprafaţa acoperişului, şi poate că în lunile foarte reci tot nu ar fi destul.
Soluţia este reabilitarea termică a locuinţelor vechi sau construirea caselor noi ţinând seama de principiile obligatorii ale casei solare. Eficienţa energetică maximă se poate obţine numai aplicând aceste principii.
Variantele tehnice trebuie alese astfel încât să contribuie la realizarea scopului urmărit – casa solară. Materialele de construcţie, ferestrele, copertinele de umbrire, instalaţia de încălzire, finisajele,şi mai ales aşezarea încăperilor în planul casei trebuie să ţină seama de ţelul final.
Elementele sunt de fapt simple: casa trebuie să aibă geamuri mari, spre sud, ca să intre căldura soarelui şi să fie făcută din materiale care să menţină această căldură cât mai mult timp, bine izolate termic faţă de exterior. Atunci când vom avea nevoie de răcoare, umbrirea necesară şi ventilaţia vor prelua această sarcină.
Prin ce se deosebeşte o casă solară de o casă obişnuită?
• Casa solară foloseşte din plin energia soarelui pentru iluminare, încălzire şi ventilaţie. Este aşezată întotdeauna cu ferestrele spre sud, evitând ferestrele spre est, vest şi mai ales spre nord. Soarele încălzeşte casa în timpul zilei prin radiaţie directă prin ferestrele sudice, iar noaptea se foloseşte energia din rezervoarele de căldură acumulată în timpul zilei. În timpul anotimpului cald, vegetaţia sau copertinele de deasupra ferestrelor opresc soarele să pătrundă în încăperi, păstrând răcoarea.
• Ferestrele casei solare sunt mai mari decât ale caselor obişnuite şi dispunerea lor asigură iluminarea tuturor încăperilor.
• Toate încăperile se pot ventila natural. Fiecărei încăperi îi este asigurat un circuit de ventilaţie propriu, prin deschiderea ferestrelor sau prin dispunerea conductelor de aerisire în locurile potrivite ca să asigure continuu înlocuirea aerului uzat cu aer proaspăt, în toate anotimpurile. Astfel se menţine şi umiditatea potrivită a aerului din casă.
• Vegetaţia din casă are nu numai un rol decorativ ci şi unul funcţional, ea contribuind la păstrarea în mod natural a acestor echilibre de temperatură şi umiditate.
• Casa solară consumă mai puţină energie decât orice altă casă. O astfel de casă poate consuma de peste 10 de ori mai puţin decât o casă construită clasic! Independenţa energetică şi influenţa minimă a fenomenelor meteo excesive (frigul, umezeala şi ploile îndelungate sau uscăciunea şi căldura intensă şi de durată) pot fi pentru unii factorul decisiv în alegerea felului în care va fi casa visurilor sale.
Recomandări pentru realizarea unei case solare
Locul unde este aşezată clădirea şi orientarea ei:
Aşezarea casei cu faţada înspre sud (cu o abatere de ±20°), cu ferestre mari pe care să intre soarele în casă.
Chiar şi în zilele înnorate casa va fi încălzită, deoarece radiaţia infraroşie a soarelui pătrunde destul de bine şi prin nori.
Evitarea umbririi casei cu alte construcţii, ca să se poată aplica încălzirea solară.
Arborii şi vegetaţia de lângă casă trebuie să asigure umbrirea dorită în anotimpul cald. Desfrunziţi, copacii vor lăsa să treacă iarna razele soarelui care vor încălzi casa.
Este de dorit o clădire “compactă”, cu suprafaţa exterioară minimă (şirurile de clădiri sau clădiri cu mai multe etaje sunt de preferat).
Locul ideal pentru o casă solară este pe o pantă uşoară spre sud, la cca. o treime de vale şi două treimi de vârf. Prin această poziţie, apa se va putea elimina natural prin drenaje şi canalizări, va fi evitată ceaţa şi umezeala din vale şi vântul prea puternic din vârful dealului.
Câteva principii generale:
1. Peretele cel mai lung al casei să fie cel expus spre sud.
2. Ferestrele spre sud să fie cât mai mari, iar cele dinspre est, vest sau nord să se evite sau să aibă suprafeţe minime.
3. Umbra altor elemente de construcţie sau vegetaţie pe clădire să fie minimă în timpul anotimpului rece.
4. Forma clădirii să fie simplă, fără elemente care să mărească suprafaţa exterioară.
5. Concentraţi instalaţiile pe aceeaşi coloană (băi, bucătării) sau pe trasee adiacente.
6. Prevedeţi încă din proiect canale de ventilaţie pentru toate încăperile, în interiorul izolaţiei termice (alimentare cu aer proaspăt + evacuarea aerului uzat). Hornurile caselor clasice aveau şi rolul de a ventila vara încăperea.
7. Determinaţi corect dimensiunile încăperilor auxiliare (garderob, depozit, uscătorie, holuri) ca să nu fie încălzite decât atât cât este necesar.
Folosirea masei termale a materialelor:
Masa termală este proprietatea materialelor încălzite de a păstra cât mai multă căldură, timp îndelungat.
Toată zidăria casei, planşeele din beton, pardoselile din piatră sau ceramică sunt construite din materiale cu masă termală ridicată (piatră, cărămidă, beton, ceramică).
Pardoseala casei reprezintă o cotă importantă a masei termale. În zilele de iarnă soarele încălzeşte prin ferestre pardoseala. Aceasta radiază noaptea căldura primită de la soare contribuind la scăderea nevoilor de încălzire a casei.
Materialele de construcţie nu trebuie să izoleze, funcţia lor termică este de a fi un tampon pentru temperatura din locuinţă: dacă afară este frig ele păstrează timp mai îndelungat căldura, dacă afară este prea cald ele oferă răcoare absorbind căldura suplimentară. Păstrarea temperaturii constante în locuinţă evitând instalaţiile consumatoare de energie reprezintă esenţa casei solare.
Supraizolarea
1. Supraizolaţi toată învelitoarea casei. Spre exemplu, pentru izolare cu polistiren expandat, recomandările curente în UE se află în plaja de dimensiuni 15…35 cm grosime. Izolarea termică se face întotdeauna la exterior, pentru a păstra masa termală a casei. Cheltuielile suplimentare de izolare a casei se recuperează în foarte scurt timp (2-3 ani, la costurile actuale ale energiei). Cu cât sunt făcute mai repede cu atât vor fi mai ieftine. Din 2009 a devenit şi la noi obligatorie certificarea energetică a clădirilor.
2. Evitaţi punţile termice (locurile pe unde izolaţia este întreruptă sau nu este de aceeaşi grosime). În acele locuri umiditatea iese din casă şi se va produce igrasie şi mucegai, urmate de degradări ale zidăriei şi izolaţiei.
3. Recomandările actuale prevăd inclusiv izolarea părţilor subterane ale casei şi ale fundaţiei pentru a minimiza pierderile de căldură prin pardoselile de la parter şi pentru a păstra pereţii casei calzi şi uscaţi.
4. Izolaţi termic zonele reci (pivniţe, cămări) faţă de zonele calde, ca să nu se creeze punţi termice între aceste încăperi cu temperaturi diferite.
5. Folosiţi numai ferestre de bună calitate, cu grad de izolaţie crescut. Şi producătorii din România încep să se orienteze înspre ferestrele termopan cu trei straturi de sticlă, două dintre acestea cu acoperiri speciale (LowE), iar tâmplăria cu izolaţie suplimentară (ex. spumă poliuretanică) este tot mai des folosită.
6. Folosiţi parasolare sau copertine calculate astfel încât să lase să intre în casă soarele numai din septembrie până la sfîrşitul lunii mai.
Ventilaţia:
1. Construcţia trebuie să fie etanşă deoarece numai aerul controlat trebuie să pătrundă sau să iasă din locuinţă. Verificaţi în special trecerile conductelor de apă şi canalizare precum şi ale instalaţiilor electrice, radio TV, internet, etc.
2. Folosiţi sisteme de pregătire termică a aerului proaspăt. Unul din cele mai vechi sisteme, cunoscut de peste 3600 de ani, foloseşte masa termală a pământului pentru a preîncălzi aerul iarna sau pentru a-l răci vara. Un sistem de conducte îngropate în pământ la cca. 2,5 metri vor asigura în locuinţă aer proaspăt la o temperatură de cca. 10 °C atât vara cât şi iarna.
În plus, scăzând vara temperatura aerului exterior, apa sub formă de vapori din acesta se va condensa şi vom introduce în casă aer uscat, evitându-se astfel zăpuşeala.
3. Ferestrele care se deschid trebuie aşezate astfel încât în anotimpul cald să poată asigura ventilaţia naturală a casei.
Întotdeauna trebuie să existe pe lângă modalitatea de ieşire a aerului şi una de intrare, fără prize de aer proaspăt ventilarea nu are loc. Ca regulă generală, aerul proaspăt intră pe jos, iar aerul uzat din încăpere, mai cald, iese pe sus, pe diagonala încăperii opusă intrării.
4. Un recuperator al căldurii din aerul uzat poate oferi iarna până la 7 grade suplimentar aerului proaspăt introdus în locuinţă.
5. Aerul din casă conţine foarte multă apă sub formă de vapori, rezultaţi de la baie sau de la bucătărie sau din transpiraţia şi respiraţia persoanelor care locuiesc acolo. Această apă va produce condens, iar vaporii nu se pot elimina decât prin ventilaţie. Eliminând apa, consumul de energie pentru încălzirea locuinţei va fi mai mic.
Drenarea apei şi hidroizolarea
1. Din proiectare este bine să se prevadă tuburi de drenare a apei freatice sub fundaţie pe întreaga suprafaţă a casei. Nivelul apei freatice diferă de la an la an, în funcţie de precipitaţii, astfel că în casele mai vechi, în ani ploioşi apare igrasie din apa care urcă prin capilaritate prin fundaţie şi tencuieli. Dacă există tuburi de dren, apa va curge prin acestea şi zidurile vor rămâne uscate.
2. Materialele de izolaţie termică trebuie ferite de vaporii si apă. Majoritatea materialelor care sunt susceptibile de a se umecta se fabrică cu folie anticondens (ex. vata minerală), deoarece capacitatea lor de izolare termică poate să scadă de aproape 3 ori dacă sunt umede.
Instalaţiile unei case solare:
Instalaţiile casei solare pot fi concepute astfel încât să fie aproape independente de reţelele de servicii comunitare (apă, canal, gaz metan, energie electrică, salubritate, radio-TV, telefonie şi internet). Cu nişte costuri suplimentare aceste instalaţii pot asigura chiar independenţa totală faţă de serviciile amintite, în orice zonă a României. Iată propunerile pentru cei care doresc să construiască o casă confortabilă în afara zonelor urbanizate, cu o independenţă energetică totală.
Încălzire şi apă caldă:
O idee simplă şi veche stă la baza conceptului despre gestionarea căldurii în casă. Se foloseşte energia din surse naturale (soare, căldura pământului, vânt, etc.) atunci când există şi ea este înmagazinată sub formă de energie termică într-un rezervor de căldură, de unde o folosim atunci când avem nevoie (noaptea, în perioadele mai friguroase, etc.). Spre exemplu, ziua când este soare, colectoarele solare “încarcă” rezervorul de căldură cu energie, iar noaptea, când putem folosi energie electrică la un preţ mult scăzut faţă de zi vom utiliza o pompă de căldură (centrală geotermală) care va completa necesarul de energie al casei, chiar în lunile cele mai reci ale anului. Un argument în favoarea acestei idei este vechea sobă de teracotă, care dacă era făcută de un meşter bun reuşea să ţină căldura de pe o zi pe alta, chiar dacă focul în ea nu ardea decât câteva ore.
Concluzii recente confirmă faptul că înmagazinarea căldurii este cea mai bună soluţie. Există deja sisteme de stocare sezonieră, adică încărcarea rezervorului de căldură se face în lunile călduroase, de la soare, iar în întreaga perioadă rece, până în primăvară, căldura trebuie să fie suficientă. Desigur, aceste sisteme au dimensiuni considerabile, ceea ce face ca şi costurile să crească semnificativ. Putem alege o soluţie care să nu ridice costurile prea mult dar să poată acumula suficientă căldură pentru 1-6 zile. Marele lui avantaj este faptul că asigură căldură şi apă caldă timp de minimum 24 de ore (la temperaturi mai crescute poate ajunge chiar până la 72 de ore, şi mai mult) între alimentările cu căldură din exterior. Dacă se foloseşte pentru lunile foarte reci un cazan pe combustibil solid ca auxiliar al instalaţiei de încălzire solară, cu două sau trei alimentări cu lemne spre exemplu se asigură căldura şi apa caldă necesare locuitorilor casei pentru cel puţin 24 de ore! Acest lucru face ca instalaţia să funcţioneze independent alimentată în perioadele reci odată pe zi, la două zile sau chiar săptămânal. După ce creşte însorirea (martie – noiembrie) nu mai este necesară alimentarea suplimentară, fiind suficientă căldura solară ca să încălzească casa şi să asigure şi apa caldă.
Acest sistem se aplică cel mai bine la încălzirea prin pardoseală deoarece temperatura necesară agentului termic este de max. 45 °C, jumătate din temperatura necesară într-un sistem clasic cu calorifere. Această temperatură poate fi atinsă iarna şi cu un sistem solar combinat cu pompă de căldură.
Pentru cei comozi care doresc o instalaţie mai sofisticată o pompă de căldură sau chiar o centrală de încălzire pe gaz metan, gaz lichefiat, combustibil lichid sau chiar o centrală pe curent electric poate prelua acea diferenţă de căldură pe care nu o poate asigura soarele în lunile decembrie-februarie, situaţie în care instalaţia poate fi complet automatizată.
Asigurarea apei calde menajere în perioada în care nu este necesară încălzirea locuinţei se face integral cu ajutorul colectoarelor solare.
Instalaţia de canalizare
Aceasta se poate realiza cu ajutorul unei fose biologice active îngropate în sol, în care apa uzată este prelucrată cu ajutorul unor bacterii înainte de a fi deversată în straturile superficiale ale pământului sau într-un curs natural de apă. Asemenea instalaţii necesită o întreţinere minimală (odată la 5-7 ani) şi ele sunt fabricate deja de mai mulţi producători din România. Instalaţiile de acest gen se dimensionează după numărul de utilizatori şi sunt prezente de multă vreme în peisajul altor ţări cu reglementări ecologice stricte.
Asigurarea apei menajere
Pentru zonele în care nu se poate asigura apă curată dintr-un izvor sau dintr-o fântână sau acolo unde apa este prea bogată în săruri sau nu corespunde calitativ utilizării ei în casă, apa de ploaie este soluţia cea mai la îndemână. Regimul pluviometric din România asigură o cantitate de apă care satisface nevoile locuitorilor casei, mai ales dacă această apă este folosită cu cumpătare în instalaţiile sanitare moderne cu consum redus.
Recoltată de pe acoperişul casei, de pe copertina terasei sau de pe alte acoperişuri şi filtrată cu ajutorul unor sisteme simple fără întreţinere şi fără elemente consumabile apa de ploaie este depozitată în rezervoare subterane de câţiva zeci de metri cubi, de unde este pompată cu un hidrofor în casă, la irigatul grădinii, etc.
Datorită temperaturii din subsol şi a lipsei luminii naturale apa de ploaie se poate păstra timp îndelungat fără a-şi modifica proprietăţile. Calităţile apei de ploaie o fac de preferat apei de fântână în gospodărie (baie, spălat vase şi haine, WC) deoarece spală mai bine şi cu mult mai puţin detergent şi nu are săruri care să se depună pe veselă sau pe obiectele sanitare.
Spre exemplu, de pe un acoperiş cu o suprafaţă de cca 200 m2 se poate asigura anual o cantitate de apă pluvială de cca. 140 m3, suficientă consumului unei familii de 2-3 persoane.
Deşeuri menajere:
O casă solară nu produce deşeuri – regula de bază este ca de pe proprietate să nu iasă nici un fel de deşeuri în urma activităţii umane uzuale. Deşeurile trebuie sortate, cele alimentare se depun în lada de compost unde împreună cu celelalte resturi vegetale din grădină (lemn tocat, iarbă) fermentează şi se transformă în cel mai valoros pământ vegetal. Sticla, materialele plastice, hârtia şi textilele şi metalele se colectează separat şi se depun la lăzile de colectare comunitare care chiar dacă nu există acum, vor apărea mai devreme sau mai târziu.
Curent electric
Tehnologiile de producere a curentului electric permit la ora aceasta independenţa absolută faţă de furnizorii de energie. Dimensionată corect, instalaţia care produce curentul electric şi îl depozitează în baterii de acumulatori pentru a fi folosit atunci când este necesar îl scuteşte pe utilizator şi de surprizele neplăcute furnizate de eventualele căderi de tensiune, care în zona rurală sunt mai frecvente (pompa de la încălzirea centrală, congelatorul, etc.). Calitatea constantă şi continuitatea curentului electric asigurat de invertorul de 230V este un argument serios pentru aparatele electronice scumpe din fiecare casă fără de care omul aproape că nu mai poate trăi.
Putem considera elementul de bază într-o astfel de instalaţie panoul fotovoltaic. Acestuia i se adaugă alte dispozitive de produs curent electric (generator eolian acolo unde este vânt, hidrogenerator dacă există un curs de apă, chiar şi un generator cu motor cu benzină-motorină pentru situaţii de urgenţă, depăşiri de consumuri sau defecţiuni accidentale. Bateriile cu descărcare adâncă specifice instalaţiilor solare asigură suficientă energie electrică pentru toate utilizările casnice iar tehnologiile de producere şi stocare a curentului electric evoluează zi de zi făcându-ne să fim optimişti în perspectivă.
TV – radio, telefonie, internet
Furnizorii de servicii de televiziune şi radio prin satelit asigură la această oră contra unor sume comparabile cu cele ale abonamentelor la cablu un număr mai mare de programe şi o calitate superioară acestora. Telefonia nu mai este demult o problemă, iar conexiunea la internet se poate asigura fără costuri mari prin legături radio sau chiar direct din satelit.
