Energy-efficient houses by building on wooden structures or thermal rehabilitation

Eficiența energetică a caselor este un subiect căruia i se dă o importanță majoră în țările europene, iar problema reducerii consumului de combustibil din locuințe este tratată cu foarte mare seriozitate. Casele noi se construiesc pornind de la ideea unor costuri energetice ulterioare cât mai mici, chiar spre zero, folosindu-se pentru construcție cele mai performante materiale de izolare, soluții ingenioase de îmbinare pentru eliminarea punților termice sau ferestre cu trei straturi de sticlă.

Directiva 2010/31/UE a Parlamentului European și a Consiliului Uniunii Europene privind performanța energetică a clădirilor, publicată în 19 mai 2010, prevede creșterea eficienței clădirilor noi și stabilește că toate trebuie să fie performante energetic („nearly zero-energy” – nZEB) până la sfârșitului anului 2020. Pentru clădirile publice noi, termenul stabilit este sfârșitul anului 2018, ceea ce înseamnă că, pentru ele, directiva este deja în vigoare. De asemenea, Directiva 2012/27/UE privind eficiența energetică obligă statele membre să stabilască obiective de eficientizare până în anul 2020.

La începutul anului 2016, Guvernul a adoptat o Ordonanță de Urgență care prevede, în acord cu directiva europeană, că toate clădirile noi recepționate pe baza unor autorizații de construcții emise începând cu 31 decembrie 2020 să aibă un consum de energie aproape egal cu zero. În cazul clădirilor publice, ordonanța e valabilă din 31 decembrie 2018.

Izolarea termică a caselor vechi

În România, cel mai important consumator de energie este  sectorul clădirilor, fie ele private sau publice. La nivelul unei clădiri, consumul de energie termică pentru încălzire și apă caldă menajeră reprezintă aproximativ 70% din consumul total de energie. O problemă este sectorul rezidențial, din cauza vechimii clădirilor. Potrivit datelor Institutului Național de Statistică, 31% dintre clădirile rezidențiale sunt construite înainte de 1961, 19% – între 1961 și 1970, 23% – între 1970 și 1980, 14%  – între 1981 și 1990, 7% – între 1990 și 1999, 6% – după 2000. Toate aceste cladiri ar trebui eficientizate energetic izolându-le termic.

Izolarea termică are ca scop restricționarea fluxului de căldură, reducând astfel consumul energetic pentru încălzire sau răcire. Fluxul termic este determinat de diferențele de temperatură între interiorul și exteriorul casei. Iarna, căldura din casă tinde să iasă, iar vara, să intre. Acum, pentru a continua să avem un mediu confortabil în case, suplinim scăderea sau creșterea temperaturii prin consum energetic. Este dovedit faptul că cea mai mare pierdere de căldură – de până la 70% – are loc prin pereții exteriori și prin acoperiș. Zone sensibile sunt și ferestrele, ușile, pardoselile, dar pentru o reducere importantă a costurilor legate de încălzirea sau răcirea locuinței, atenția trebuie îndreptată către cele mai mari „pierzătoare” de căldură, adică pereții exteriori și acoperișul.

There is soluții de izolare termică pentru toate tipurile de case, fie ele din beton, cărămidă, structuri din lemn, bușteni, pereți prefabricați, oțel sau mixte. S-au găsit soluții viabile pentru casele vechi, chiar și pentru cele al căror exterior este decorat cu sculpturi. Din studiile făcute în Germania pe casele vechi renovate și izolate termic a rezultat că au fost reduse costurile cu energia cu cel puțin 65%, iar în multe cazuri chiar cu peste 90%.

Eficiența energetică a caselor din lemn

Toată această „nebunie” cu casele eficiente energetic a început după criza petrolieră din 1973. Guvernele au fost atât de speriate de perspectiva de a rămâne fără surse de încălzire încât au impus introducerea calculelor de eficiență energetică în proiectarea caselor. Totul a evoluat până la apariția directivelor Comunității Europene care impun construcția unor case care să poată funcționa cu un consum energetic aproape de zero, parte din energia necesară fiind produsă chiar de aceste case.

Construirea unei case eficiente energetic implică mai multe aspecte, izolarea termică nefiind suficientă. Casa trebuie să asigure surse de energie verde cu ajutorul panourilor solare, să aibă ferestre cu 3 rânduri de sticlă pentru ca schimbul termic să fie foarte redus, să asigure circulația interioară a aerului cu recuperarea și refolosirea căldurii. Casele din lemn sunt cele mai eficiente termic pentru că lemnul prin natura lui este un material izolator. De asemenea, prin modul de construcție, ele permit o izolare termică foarte bună.

Tipuri de case din lemn

Houses on wooden structure. Presupun construirea pe șantier a unei structuri din stâlpi, cadre și grinzi din lemn și formarea pereților între elementele de structură, folosind plăci de OSB și materiale izolante. Chiar și dacă nu s-ar pune izolație (ceea ce de obicei nu se întâmplă), iar pereții ar fi doar închiși de-o parte și de alta cu plăci de OSB sau gips carton, stratul de aer din interior ar funcționa ca un izolator termic.

Houses made of prefabricated structures sunt făcute în fabrică și doar asamblate pe șantier. Pereții sunt formați din mai multe straturi de materiale diferite care asigură o eficiență energetică foarte bună. Prelucrările sunt făcute cu utilaje performante astfel încât îmbinarea pereților pe șantier se face cu ușurință și fără pierderi, piesele potrivindu-se perfect. Pe lângă eficiența energetică foarte bună, acest tip de case are avantajul unui timp scurt de construire și a unui șantier curat.

Round wooden houses sau pătrat. Pereții acestor case rezultă din suprapunerea succesiva a grinzilor din lemn sau a buștenilor. Practic peretele, în toată grosimea lui, este din lemn – un izolator termic foarte bun. Prelucrările sau soluțiile constructive sunt astfel alese încât îmbinarea să fie bine realizată și peretele să nu se „desfacă” dacă lemnul se usucă. Între bușteni și grinzi este pus material de izolare (vată minerală, lână, spumă poliuretanică) care crește eficiența izolării. Sunt case calde iarna și răcoroase vara, asigurând confortul celor din interior.

Houses in panouri CLT. Grosimea CLT-ului permite utilizarea lui ca element structural cu proprietăți de rezistență și rigiditate remarcabile. Structura casei este formată din panouri de CLT care sunt folosite pentru pereți și planșee. CLT-ul – lemn industrializat – are avantaje semnificarive în ceea ce privește rezistența la foc, eficiența energetică, performanța acustică sau stabilitatea în timp.

Conceptul de Casă pasivă

Casa pasivă este un concept care, deși este mai vechi, a devenit foarte relevant în zilele noastre când oamenii au început să conștientizeze impactul ecologic și economic al consumului energetic pentru confortul casei. Totul a plecat de la  Wolfgang Feist, fizician german, care a construit prima casă pasivă. Găsiți povestea pe larg here. Proiectarea unei case pasive are ca scop reducerea consumului de energie și folosirea energiilor regenerabile astfel încât casa să fie independentă față de companiile de utilități.

În general, acest tip de locuință combină sisteme constructive și materiale care funcționează în avantajul nostru pentru a obține în casă condiții plăcute și sănătoase. Pentru a realiza o astfel de casă trebuie înțeles modul cum funcționează ea. Este vorba despre folosirea strategiilor arhitecturale și a produselor naturale pentru a atinge confortul interior cu un necesar minim de energie care să fie acoperit cu energie regenerabilă, curată și ieftină. Strategiile arhitecturale sunt idei simple, cum ar fi orientarea ferestrelor spre sud sau acoperirea unei terase spre a fi protejată de soarele verii, dar cu influență asupra consumului energetic. Cu alte cuvinte, resurse precum lumina naturală, energia solară, apa de ploaie sau ventilația naturală sunt utilizate cât de mult posibil pentru a atinge un confort maxim pe toată durata anului. Materialele folosite sunt importante nu doar pentru a atinge eficiența energetică a casei ci și din punct de vedere al amprentei de carbon. Lemnul este preferat, nu doar pentru calitățile sale izolatoare excelente, ci și pentru că este natural, biodegradabil și reciclabil.

Casa pasivă este foarte bine izolată si are ferestre atât de performante încât nu mai are nevoie de un sistem de încălzire tradițional. Pierderile de căldură sunt atât de reduse încât se fac economii de energie la încălzire și răcire de până la 90% în comparație cu casele tradiționale și cu peste 75% comparativ cu construcțiile noi. Ca sursă de energie în interiorul clădirii se folosește căldura corporală a locuitorilor sau căldura solară care intră în clădire. Un sistem de ventilare mecanică introduce în mod constant aer proaspăt filtrat de praf și noxe pentru o calitate superioară a aerului. O unitate de recuperare a căldurii foarte eficientă permite refolosirea căldurii conținute în aerul evacuat.

Standardul de casă pasivă

Pentru a fi certificată drept casă pasivă o construcție trebuie să respecte câteva principii și să îndeplinească anumite criterii de performanță stabilite de Institutul Passivhaus din Germania. Principiile sunt:

• izolare termică continuă făcută cu materiale de calitate și de grosimea necesară;
• ferestre și uși performante;
• aport solar pe timp de iarnă. Casa este poziționată în funcție de soare, sunt montate ferestre mari pe fațadele de sud iar pe cele de nord, numărul ferestrelor este redus la minim;
• sistem de ventilare mecanizată cu recuperarea căldurii și umidității.

Criteriile de performanță sunt stabilite în funcție de consumurile energetice anuale:

• sarcina termică pentru încălzire max.10W/m²;
• necesarul de căldură pentru încălzire max 15 kWh/m²/an;
• necesarul pentru răcirea spațiului max 15 kWh/m²/an;
• maximum 42 kWh/m² necesar anual total de energie.
• etanșeitate ridicată la aer n50 ≤ 0.6 schimburi orare.

Sistemul de certificare se bazează pe auditarea clădirilor în ceea ce privește performanța izolării termice, controlul pierderilor de căldură, calitatea aerului din interior, valorificarea energiei solare. Certificatul atestă că locuința are un consum energetic foarte mic – aproape de 0 – pentru încălzire și răcire, comparativ cu o locuință convențională. Există și în România firme acreditate de Passivhaus Institut care pot proiecta și acredita o casă pasivă. De asemenea, se țin cursuri la care pot participa toți constructorii și arhitecții interesați de acest tip de construcție.

Cu toții ne dorim să plătim facturi cât mai mici pentru consumul energetic. Toți vrem să locuim în case în care este cald iarna și răcoare vara. În curând această dorință va deveni obligație. Trebui să înțelegem demersul Comisiei Europene ca pe unul benefic atât pentru noi cât și pentru casa noastră mare – Terra. Și de aceea trebuie să ne gândim cât mai serios la eficiența energetică a caselor noastre și să încercăm să o îmbunătățim.