O matematică a confortului: conformarea energetică
Este foarte probabil ca discuțiile despre conformare / eficiență energetică să nu îți fie străine, dacă te afli aici. Probabil știi că de la începutul lui 2021, toate clădirile noi trebuie să atingă standardul nZEB (nearly Zero-Energy Building) - consum de energie aproape zero și cel puțin 30% din consum să fie acoperit de surse regenerabile de energie, produse la fața locului sau în apropiere.
Dincolo de constrângerile impuse de legislație, un motiv în plus pentru care să ne dorim să ne construim case* eficiente energetic este unul pe care îl putem internaliza mai ușor: dorința de a ne fi bine, acasă.
*ne vom referi în continuare la case - scenariul pe care îl întâlnim cel mai frecvent în colaborările noastre - dar principiile despre care vorbim în continuare se aplică tuturor categoriilor de clădiri, rezidențiale și nerezidențiale.
Dincolo de constrângerile impuse de legislație, un motiv în plus pentru care să ne dorim să ne construim case* eficiente energetic este unul pe care îl putem internaliza mai ușor: dorința de a ne fi bine, acasă.
*ne vom referi în continuare la case - scenariul pe care îl întâlnim cel mai frecvent în colaborările noastre - dar principiile despre care vorbim în continuare se aplică tuturor categoriilor de clădiri, rezidențiale și nerezidențiale.
O casă eficientă energetic este, în primul rând, o casă confortabilă - cu lumină naturală suficientă, aer curat și sănătos și temperaturi ambientale plăcute pe tot timpul anului.
Deși confortul termic este o percepție subiectivă, senzația de îmi este prea frig / îmi este prea cald poate fi explicată cât se poate de pragmatic. 🙂
Da, dacă îți așezi canapeaua în zona unei ferestre ample, poți simți (iarna) că „te trage curentul”, și asta pentru că temperaturile reci ale suprafeței de sticlă provoacă circulația aerului în încăpere.
La fel, dacă radiatorul de pe perete emană căldură, dar pardoseala este rece, vei simți o senzație neplăcută de frig. Într-o astfel de situație de temperatură stratificată, să modifici setarea termostatului nu va face o diferență notabilă decât pe factură.
Și atunci este nevoie să gândim pur și simplu diferit alegerile pe care le facem pentru locuința noastră, de preferat chiar în faza de proiectare.
Eficiență energetică mai mare, arhitectură mai bună
În etapa de concept, când definim forma și funcționalitatea viitoarei clădiri,
punem nevoile celor care vor locui casa în context - unde se află terenul, cum se învecinează, cum bate soarele vara sau iarna?
Concepem clădirea cu atenție pentru toate gesturile care pot obține mai bine - mai cald, mai luminos, mai eficient. E momentul prielnic în care putem duce intenția mai departe printr-un studiu de conformare energetică.
Studiul de conformare energetică este o unealtă care ne ajută să luăm deciziile potrivite în etapa de proiectare tehnică.
Punctul de plecare în orice proces de conformare energetică îl reprezintă principiile casei pasive, așa cum sunt definite de Passive House Institute (PHI):
- Termoizolație performantă și continuă
În medie, o locuință termoizolată substandard pierde până la 25% din căldură prin acoperiș, 35% prin pereți, 25% prin uși și ferestre și 15% prin planșeele inferioare.
- Evitarea punților termice
Zonele cu transfer de căldură crescut apar frecvent în zona soclului casei, a balcoanelor, în zonele de montaj a ferestrelor, dar și în colțul pereților.
- Ferestre performante, montate corect
Există coeficienți clari care stabilesc cât de eficientă este o fereastră, dar felul în care este instalată cântărește mult în performanța sa de ansamblu.
- Anvelopa etanșă la aer
Urmărim să nu existe goluri sau fisuri prin care aerul să treacă de la exterior la interior și invers. Cel mai des, pierdem etanșeitatea prin montajul deficitar al ferestrelor, prin perforația anvelopei cu instalații, dar și în zona îmbinărilor dintre planuri (ex: acoperiș-perete).
- Sistem de ventilație cu recuperare de căldură
Asigură un aer sănătos la interior și o temperatură constantă, cu un necesar de energie mic pentru încălzire.
Principii, dar nu rețete
Toate principiile PHI au un fundament solid, însă nu putem vorbi despre soluții trase la indigo care produc case eficiente energetic.
Fiecare clădire este unică (prin formă, amprentă la sol, amplasament), așa că rezultatul unei conformări energetice reprezintă o serie de propuneri și decizii de proiectare modelate după realitatea fiecărui proiect în parte.
Construim la oraș sau la sat? Avem vecini sau suntem singuri pe toate laturile lotului? Terenul e pe vârf de deal, la șes sau înconjurat de pădure? Acestea sunt, de exemplu, particularități rigide ale temei de proiectare - nu le putem schimba, nu le putem ignora.
Clima este un factor cu greutate în calculul de performanță energetică la care poate fi adusă o casă. Temperatura aerului și radiația solară influențează necesarul de energie pentru încălzire și prin urmare, consumul.
România este, în ansamblu, o țară cu climat temperat-rece, iar de la o regiune la alta și de la un județ la altul traversăm mai multe zone climatice.
Construim la Iași sau la Vatra Dornei? Același tip de soluție tehnică va oferi performanțe diferite.
Cum se realizează o conformare energetică
Cum se realizează o conformare energetică
Scopul unei conformări energetice este să exploreze toate modalitățile prin care o casă - ținând cont de principiile nZEB și de contextul său particular - poate ajunge la un consum anual de energie cât mai apropiat de zero.
Pornind de la o conformare structurală a conceptului, testăm mai multe scenarii constructive și studiem, pentru fiecare în parte, raportul cost - timp de execuție - ușurință în execuție și eficiență energetică.
Toate aceste teste sunt realizate în PHPP, programul de calcul specializat realizat de Passive House Institute, care determină consumul mediu anual de energie al construcției, în funcție de parametrii specifici ai clădirii.
Raportul de conformare energetică oferă un răspuns matematic la întrebări precum cât pot economisi dacă suplimentez cu 5 cm termoizolația acoperișului? sau ce câștig dacă termoizolez fundația la o structură în cadre de beton?
Beneficiarii sunt adesea uimiți când află, în concret, ce impact pot avea detalii precum grosimea termoizolației ori poziția/forma/dimensiunea ferestrelor.
Almost-fun fact: ferestrele mici sunt mult mai puțin performante decât cele mai mari
(asta și pentru că rama geamului - tamplaria - este cea mai puțin eficientă componentă a unei ferestre).
În urma studiului de conformare energetică, putem ajunge la optimizări de volum și compartimentare a conceptului inițial de casă.
Dacă beneficiarii sunt flexibili în ceea ce privește sistemul constructiv, calculul se poate realiza și pe soluții diferite (cadre, zidărie, portantă, timberframe, CLT ș.a.), analizate comparativ.
Despre ce economii vorbim, mai exact, atunci când luăm decizii de proiectare pentru eficiență energetică ridicată?
În medie, o casă la standard nZEB poate consuma într-o lună de iarnă cu 35% mai puțină energie decât una standard, iar una pasivă cu până la 90% în minus.
Îmi permit să fac totul perfect sau mai bine deloc?
negru, totul sau nimic.
Într-un studiu de conformare testăm uneori și peste zece scenarii, ca să vedem care sunt acele alegeri care cântăresc cel mai mult în bilanțul energetic al casei.
Calculul de conformare energetică este un instrument flexibil, care odată configurat cu datele despre locuință, poate fi ușor adaptat pentru a răspunde unor scenarii ulterioare.
Iar prin scenarii ulterioare, ne referim inclusiv la realitățile șantierului.
Metoda în sine ne permite să refacem scenariul ales după detalii tehnice care ajung să fie modificate sau bugete care se ajustează.
Calculul ne ajută și să evaluăm impactul greșelilor în execuție și să intervenim cu decizii care să le atenueze.
Scopul final este ca toate deciziile pe care le luăm în proiectare și ulterior în execuție să fie luate în deplină cunoștință de cauză.
Ce obțin pentru bugetul de care dispun și de ce este nevoie pentru a atinge nivelul de confort pe care mi-l doresc?
În cazul cabanei din Botușel - o locuință care nu va fi locuită permanent - am sacrificat orientarea perfectă și am păstrat cerdacul din lemn caracteristic zonei, pentru a le îndeplini beneficiarilor așteptările visate de la o casă de vacanță.
În acest context generat de factorul climatic (amplasamentul într-o zonă de munte) și de decizia de a nu orienta casa spre sud (forțată și de panta terenului și de direcția cea mai ofertantă a priveliștii), am contrabalansat bilanțul energetic cu soluții ingenioase pentru etapa de execuție.
Unul dintre furnizorii de construcții timberframe selectați de noi oferea un sistem tip cutie etanșă din elemente prefabricate din lemn termoizolate la interior.
O astfel de abordare permite continuitatea termoizolației deasupra fundațiilor din beton armat, ceea ce conduce la o economie substanțială a consumului de energie, cu eforturi financiare și de execuție mult mai mici.
Top 3 elemente de prioritizat, pentru o casă eficientă
#1
Orientarea solară a caseiPerfect sud e ideal. Oricând e posibil, deschidem casa cât mai mult spre soare.
Când terenul nu o permite - pentru că întotdeauna există și alte considerente, poate la fel de relevante (pantă, acces, priveliște ș.a.) - vom evalua modurile prin care putem compensa.
Din punctul nostru de vedere, felul în care o clădire interacționează cu contextul ei este primordial. Vom alege mereu să deschidem o casă spre priveliștea cea mai frumoasă și să optimizăm sistematizările verticale în cazul în care lucrăm pe un teren în pantă, și abia apoi vom evalua în cel fel impactează orientarea solară aceste două considerente.
Revenind la exemplul cabanei din Botușel - o rotație de doar 30° spre sud, care menține accesul la o priveliște pitorească, așa cum își doresc beneficiarii, ar conduce la un câștig anual de energie de 2.1 kWh/m²/an.
Prioritizăm orientarea sudică a casei, din dorința de a profita cât mai mult de energia solară pe timp de iarnă, însă cum combatem supraîncălzirea în lunile calde ca să nu depindem de aerul condiționat?
În procesul de conformare energetică calculăm și coeficienții de umbrire, care ne indică în fel putem optimiza aportul de căldură vara.
Putem face acest lucru prin gesturi de arhitectură (ex: o streașină bine calculată) sau prin alte intervenții ulterioare (ex: rulouri exterioare la ferestre).
#2
Compactitatea și geometria caseiÎn condiții similare de amplasament - o casă cu o amprentă mai mică la sol (și desfășurată pe înălțime) tinde să fie mai eficientă energetic decât o casă desfășurată doar pe parter.
Cu cât casa este mai compactă, cu atât putem obține performanțe mai bune în materie de consum de energie cu o investiție mai redusă.
De aceea, ajută să reevaluezi anumite alegeri spre care tinzi pe pilot automat: are rost un balcon la etaj dacă ai deja o curte verde de dimensiuni generoase?
Are sens să integrezi garajul în casă sau îl poți construi adiacent, pe o structură separată?
La Casa cu pui de casă, o locuință pentru o familie tânără din Valea Lupului (Iași), de la un scenariu de plecare de 121.6 kWh/m²/an (cu anvelopă termică de bază și ferestre standard), am reușit să obținem un scenariu de 30 kWh/m²/an, prin:
- termoizolarea soclului și a fundațiilor - asigurarea continuității termoizolației este mai importantă decât grosimea termoizolației în sine.
-
alegerea de ferestre performante, montate etanș pe precadre Triotherm.
- opțiunea pentru un sistem de ventilație cu recuperare de căldură.
Fără acesta din urmă, am fi ajuns la un calcul de 47.5 kWh/m²/an, în condițiile în
reperul nZEB pentru casa de 160m² era < 50 kWh/m²/an.
Ce ne-a mai ajutat să obținem un bilanț bun?
Orientarea aproape perfect sudică și arhitectura ultra compactă a casei (P+1), cu un raport arie/volum optim.
Cu cât forma casei este mai complexă, cu atât trebuie să compensăm la nivelul grosimii izolației și prin ameliorarea punților termice. Orice unghi, orice colț sau pliu funcționează ca o punte termică prin care pierdem energie.
Există lucrări care odată făcute (prost) sunt extrem de dificil de îmbunătățit.
De exemplu, termoizolația fundațiilor > termoizolația pereților.
Să ne gândim că în cazul unor greșeli de termoizolare a pereților, mai putem interveni (chiar dacă dificil) cu o suplimentare ulterioară, însă dacă nu termoizolăm corespunzător fundația, în special pe fața interioară, este imposibil să reparăm mai târziu.
Chiar și 5 cm în plus adăugați la termoizolația fundațiilor fac o diferență semnificativă.
Pe lângă o proiectare tehnică corectă, ghidată de calculul de conformare energetică, ca să evităm astfel de situații ajută și o planificare realistă a bugetului, ca să nu fim nevoiți să tăiem de unde doare mai tare.
Și bineînțeles, să ne asigurăm de calitatea execuției, apelând la asistența la implementare oferită de arhitect și/sau de supervizarea constantă a unui manager de proiect cu experiență.
︎
reperul nZEB pentru casa de 160m² era < 50 kWh/m²/an.
Ce ne-a mai ajutat să obținem un bilanț bun?
Orientarea aproape perfect sudică și arhitectura ultra compactă a casei (P+1), cu un raport arie/volum optim.
Cu cât forma casei este mai complexă, cu atât trebuie să compensăm la nivelul grosimii izolației și prin ameliorarea punților termice. Orice unghi, orice colț sau pliu funcționează ca o punte termică prin care pierdem energie.
#3
Acordă toată atenția detaliilor ascunseExistă lucrări care odată făcute (prost) sunt extrem de dificil de îmbunătățit.
De exemplu, termoizolația fundațiilor > termoizolația pereților.
Să ne gândim că în cazul unor greșeli de termoizolare a pereților, mai putem interveni (chiar dacă dificil) cu o suplimentare ulterioară, însă dacă nu termoizolăm corespunzător fundația, în special pe fața interioară, este imposibil să reparăm mai târziu.
Chiar și 5 cm în plus adăugați la termoizolația fundațiilor fac o diferență semnificativă.
Pe lângă o proiectare tehnică corectă, ghidată de calculul de conformare energetică, ca să evităm astfel de situații ajută și o planificare realistă a bugetului, ca să nu fim nevoiți să tăiem de unde doare mai tare.
Și bineînțeles, să ne asigurăm de calitatea execuției, apelând la asistența la implementare oferită de arhitect și/sau de supervizarea constantă a unui manager de proiect cu experiență.
︎
💡 Ai și tu un proiect în minte? Hai să vorbim.
✏️ Scrie-ne pe [email protected] și începem de acolo.
TEXT
Alexandra Berdan
Georgiana Covaliu
Alexandra Berdan
Georgiana Covaliu
FOTOGRAFII & ILUSTRAȚII
din proiecte A+noima
din proiecte A+noima