Ökohoone minimaalsete küttevajadustega

Selles artiklis: esimene ökomaja – Eskimo igloo; Passiivmaja arendused Euroopas; nõuded maja asukohale; nõutav on ökomaja kõigi konstruktsioonielementide soojusisolatsioon; kuidas tagada passiivmajas õhuvarustus; ökonoomne küte.

Umbes sajand tagasi nähti majade soojusenergiaga varustamise probleemi lõplikku lahendust üleminekul konvektiivküttele, kuna Venemaal oli süsivesinikke ohtralt. Keskküttevarustus, mis varustas sooja veega elamu- ja büroohoonetega, töötas transpordi ajal suurte soojakadudega, “rikkus” perioodiliste õnnetustega kodanikke, kuid kõik kompenseerisid madalad hinnad. Tänapäeval ei tööta küttevõrk paremini, kuid selle hinnad on märkimisväärselt kasvanud, mis on seletatav süsivesinike maailmaturuhindade pideva tõusuga. Ainus viis küttearvete pealt kokku hoida on selle tarbimise vähendamine hoone konstruktsioonielementide soojuskadude vähendamise kaudu. Ja selleks töötatakse välja ja püstitatakse eritüüpi hooneid – ökomaju ehk, nagu neid nimetatakse ka passiivmajadeks..

Passiivmaja ajalugu

Inimkond on aastatuhandete jooksul teinud tõsiseid edusamme erinevate konstruktsioonide ehitamisel, kuid pole soojuskadude probleemi lahendanud, eelistades seda kompenseerida kütteseadmete arendamisega. Isegi kolm aastakümmet tagasi polnud vaja energiat säästa, kuna need maksavad tarbijatele üsna odavalt. Sellest ajast pole palju aega möödas, kuid kommunaalteenuste hinnad on märkimisväärselt tõusnud ja ainus viis nende vähendamiseks on energiatõhusa eluaseme soetamine..

Esimese omataolise ökomaja lõid inimesed, kes traditsiooniliselt elasid meie planeedi põhjaosas – eskimod. Euroopa polaaraladel puudusid energiavarud peaaegu täielikult, isegi tavaline puit oli haruldus. Lisaks oli eskimositele alati ja arvukalt kättesaadav “ehitusmaterjal” ainult lumi. Jah, põhjamaalaste passiivmaja loodi täpselt lumest – seda nimetatakse “iglu”, see on valmistatud lumetükkidest ja kupli kuju.

Eskimose iglus on kaks kütteallikat – vaala- või hülgerasvaga täidetud lambid, aga ka leibkonnaliikmete soojuskiirgus. Lumemaja hoiab suurepäraselt soojust, lühikese aja jooksul luuakse selles inimesele mugav temperatuur kuni +18 ° C ja lumetükid imendavad liigse niiskuse. Mis on eriti üllatav, kunagistel eskimote ehitajatel õnnestus lahendada iglu õhuvarustuse probleem nii, et sellest eralduv kuumus ventilatsiooni korral ei aurustunud – majast sissepääs lumest korraldati põranda madalaimasse kohta nii, et raske CO-gaas₂ aurustunud läbi selle kanali, asendades väljast tuleva kerge hapnikuga.

Eelmisel sajandil on USA-s ja Soomes tehtud ehituskatseid madalaima energiatarbimisega hoonete loomiseks. Spetsiaalsete projektide järgi püstitatud hooned, üks Ameerika Manchesteri osariigis (New Hampshire), teine ​​Soome Otaniemis, püstitati vastavalt piirkonna kliimatingimustele, nende põhjafassaadil polnud klaasitud avasid, katuse kuju arvutati erinevatel aegadel päikesevalguse langemise nurga all aastatel värviti katusekate heledates toonides. Iga maja oli varustatud keeruka ventilatsioonisüsteemiga, mis neelas päikesekiirgust, soojusvahetite rolli täitsid spetsiaalselt selleks mõeldud topeltklaasid ja aknaluugid, kütmine põhines geotermilistel soojuspumpadel. Nendes majades vähendati energiatarbimist märkimisväärselt, kuid hoonete konstruktsioonilisi soojuskadusid ei olnud võimalik oluliselt vähendada..

Tervikliku passiivmaja loomise idee kuulub professoritele Bo Adamsonile (Lundi ülikool, Rootsi) ja Wolfgang Feistile (elamumajanduse instituut, Saksamaa), kes otsustasid selle pärast nende kohtumist 1988. aasta mais ellu viia. Ökomaja kontseptsiooni väljatöötamist rahastas Hesse liidumaa valitsus (Saksamaa) – tulemused olid nii muljetavaldavad, et 1996. aasta septembris avati Hessiani linnas Darmstadtis, kus 1990. aastal ehitati eksperimentaalsed ökomajad, passiivmajade instituut..

Viimase kahe aastakümne jooksul on nii Euroopas kui ka Põhja-Ameerikas ehitatud mitu tuhat passiivmaja, järgmistel aastatel nende arv ainult kasvab – Euroopa energiasääst on enam kui kriitiline.

Passiivmaja komponendid

Kõigile ökomaja omadustele vastav hoone on praktiliselt iseseisev elektrisüsteem, mis tarbib välistest allikatest kümme korda vähem energiat kui ükski teine ​​hoonekonstruktsioon. Sellel pole selliseid kütte-, sooja veevarustuse, ventilatsiooni- ja kliimaseadmete süsteeme, millega oleme harjunud, ökomaja soojuskaod ei ületa 15 kWh ruutmeetri kohta aastas, mis on 15-20 korda väiksem kui tavalistel Euroopa hoonetel ja 30 korda madalam kui majade soojakadu Venemaal.

Ökomaja asukoht

Hoone kuju hoolikas valimine, selle asukoha orienteerumine maapinnale ja külgnevate puhvertsoonide (haljasaladega alad) kavandamine. Sõltuvalt ilmastikuoludest, reljeefist ja tuule tõusis antud piirkonnas, arvutatakse hoone kõige ratsionaalsem orientatsioon energiasäästu osas. Näiteks peaks parasvöötmes lõuna poole suunatud akendel olema suur ala ja maja põhjaküljel peaksid need olema täiesti puuduvad (ideaaljuhul). Subtroopilise kliima puhul on asi vastupidine – suurte (panoraam) akendega põhjafassaad, ökomaja lõunaküljel pole kas aknaid või on minimaalse pindalaga.

Ehitusmaterjalid

Passiivmaja ehitamiseks kasutatavatele materjalidele ei kehti ranged tingimused – ainus nõue puudutab nende keskkonnaohutust.

Soojusisolatsioon

Passiivmaja välisest atmosfäärist täielikuks isoleerimiseks paigaldatakse iga ümbritseva konstruktsiooni – seinte, lae ja põranda, pööningu, keldri ja vundamendi – ja välisküljele soojusisolatsioonimaterjalid. Euroopa põhjaosas on kõigi hoonete (va katuse) väliskesta ja sisemise soojusisolatsiooni kihi paksus 335 mm, katuseisolatsiooni paksus on 500 mm. Eriti oluline on külmasildade täielik kõrvaldamine – nende olemasolu on vastuvõetamatu.

Glasuurimine

Aknaavad klaasitakse ühe- ja kahekambriliste topeltklaasidega, klaasidevahelised kambrid, mis on täidetud krüptooni või argooniga, peavad aknaraamid ideaaljuhul ühtima avadadega külgneva perimeetri järgnevaks tihendamiseks. Klaasisolatsioonis kasutatakse karastatud klaasi, mis on kaetud energiasäästlike kiledega, mis peegeldavad päikesekiirt. Soojuskindluse suurendamiseks on aknad varustatud ruloode, kardinate või aknaluukidega.

Ventilatsioon

Kui tavapärase disainiga majades realiseeritakse värske õhuvool ruumidesse aknaraamides olevate pilude või spetsiaalsete ventiilide kaudu ning väljund vannitubade ja köögi passiivse või aktiivse ventilatsioonisüsteemi kaudu, siis passiivmajas on kõik palju keerulisem. Ökomaja aknakonstruktsioonid on täielikult suletud, ventilatsioonivõlli ei ole – nihe-sundventilatsioon toimub pinnase loodusliku kuumuse ja rekuperaatori abil.

Õhukanali sisend, mille kaudu värske õhk siseneb majja, asub hoone fassaadi lähedal. Pärast õhuvarustussüsteemi sisenemist liigub õhk läbi hoone alla maasse pandud õhukanali, selle temperatuur tõuseb maa kuumuse tõttu. Kanali kaudu maja sissepääsu juures siseneb värske õhk filtritesse ja soojusvahetiga varustatud rekuperaator, mis neelab hoonest väljatõmbeõhu soojust – seega siseneb soe õhk talvel ökohoonesse ja suvel jahutatud õhku. “Heitõhu” eemaldamine toimub maja sees oleva sundõhu sisselaskesüsteemi kaudu, mille väljund on väljaspool soojust rekuperaatoris. Passiivmajas täielikult mittelenduvat õhu sisselaskesüsteemi ei saa kasutada, kuna sel juhul on vaja suuri sisemise õhu sisselaskeid ja see suurendab hoone soojakadu.

Küte

Passiivmaja soojusenergia allikad on päikesekollektor ja soojuspump kogunenud päikesekiirgus. Kõrgete soojusisolatsiooniomaduste tõttu on ökomajas kaudse soojusenergia allikad majapidamised, kelle keha tekitab soojuskiirgust, samuti kõik elektriseadmed, näiteks valgustuslambid, arvutid, telerid jne..

Tuleb märkida, et passiivmaja soojuspumpa on vaja ainult karmides ilmastikutingimustes, näiteks Siberis – Euroopas põhineb sisemine soojusvarustus ainult õhu taastumisel ja kaudsetel soojusallikatel.

Valgustus

Kuna LED-lampidel on väikseim energiatarve, luuakse nende põhjal ökomaja valgustussüsteem..

Kokkuvõtteks

Passiivmajade atmosfäär on väljastpoolt isoleeritud, õhumahu täielik muutus ökomajas toimub mitte sagedamini kui iga kolme tunni tagant, seetõttu on koduomanikud kohustatud pöörama sisustusele erilist tähelepanu – madala kvaliteediga mööblit moodustavad elemendid võivad eraldada formaldehüüdi.

Õhutemperatuur majas on alati ühtlane, st põranda juures ei kihistu külm kiht ja lagi kuumemaks. Kuna majja sisenedes õhk läbib rekuperaatori ja kuumeneb, ei ladestu ökomaja seintele niiskust, eriti kuna seinad ise on soojusisolatsiooniga ja nende pindadel on sama temperatuur kui ruumide õhus.

Külmal aastaajal peavad passiivmaja uksed ja aknad olema tihedalt suletud; nende lühiajalise avanemise korral ei kahjustata maja õhutemperatuuri tõsiselt..

Passiivmaja ehitamine läheb maksma umbes 10-12% rohkem kui võrdse pindalaga tavalise hoone ehitamine. Ökomajade üks eeliseid on see, et neid saab ehitada ükskõik kuhu, sõltumata keskside võrkude ehitusplatsi lähedusest. Lõpuks ei vaja selline maja klassikalist küttesüsteemi – torusid, kütteradiaatoreid ja katlaid pole vaja.