Manā pasīvajā mājā...

"Ziemā jābūt aukstam," sacīja klasiķis. Izrādās, ka tas nav nepieciešams. Turklāt, lai īsu laiku uzturētu siltumu, tai nav jābūt netīrai, smirdīgai un videi kaitīgai.

Pašlaik mūsu mājās var būt siltums ne vienmēr mazuta, gāzes un elektrības dēļ. Saules, ģeotermālā un pat vēja enerģija pēdējos gados ir pievienojusies vecajam kurināmo un enerģijas avotu kombinācijai.

Šajā ziņojumā mēs nepieskarsimies joprojām populārākajām sistēmām, kuru pamatā ir ogles, nafta vai gāze Polijā, jo mūsu pētījuma mērķis nav prezentēt to, ko mēs jau labi zinām, bet gan mūsdienīgas, pievilcīgas alternatīvas. vides aizsardzība, kā arī enerģijas taupīšana.

Protams, diezgan videi draudzīga ir arī apkure, kuras pamatā ir dabasgāzes un tās atvasinājumu sadedzināšana. Taču no Polijas viedokļa tai ir mīnuss, ka mums nav pietiekami daudz šīs degvielas resursu vietējām vajadzībām.

Ūdens un gaiss

Lielāko daļu māju un dzīvojamo ēku Polijā apsilda tradicionālās apkures katlu un radiatoru sistēmas.

Centrālais apkures katls atrodas ēkas siltumcentrā vai individuālajā katlu telpā. Tās darba pamatā ir tvaika vai karstā ūdens padeve caur caurulēm uz radiatoriem, kas atrodas telpās. Klasiskais radiators - čuguna vertikālā konstrukcija - parasti tiek novietots pie logiem (1).

1. Tradicionālais sildītājs

Mūsdienu radiatoru sistēmās karstais ūdens tiek cirkulēts uz radiatoriem, izmantojot elektriskos sūkņus. Karstais ūdens izdala savu siltumu radiatorā, un atdzesētais ūdens atgriežas katlā tālākai sildīšanai.

Radiatorus var aizstāt ar mazāk "agresīviem" paneļu vai sienas sildītājiem no estētiskā viedokļa - dažreiz tos pat sauc par t.s. dekoratīvie radiatori, izstrādāti ņemot vērā telpu dizainu un apdari.

Šāda veida radiatori ir daudz vieglāki pēc svara (un parasti pēc izmēra) nekā radiatori ar čuguna ribām. Pašlaik tirgū ir daudz šāda veida radiatoru, kas atšķiras galvenokārt ar ārējiem izmēriem.

Daudzām mūsdienu apkures sistēmām ir kopīgas sastāvdaļas ar dzesēšanas iekārtām, un dažas nodrošina gan apkuri, gan dzesēšanu.

Mērķis HVAC (apkure, ventilācija un gaisa kondicionēšana) lieto, lai aprakstītu visu un ventilāciju mājā. Neatkarīgi no tā, kura HVAC sistēma tiek izmantota, visu apkures iekārtu mērķis ir izmantot kurināmā avota siltumenerģiju un pārnest to uz dzīvojamām telpām, lai uzturētu komfortablu apkārtējās vides temperatūru.

Apkures sistēmās tiek izmantoti dažādi kurināmie, piemēram, dabasgāze, propāns, kurināmā eļļa, biodegviela (piemēram, koksne) vai elektrība.

Izmantojot piespiedu gaisa sistēmas pūtēja krāsns, kas caur kanālu tīklu piegādā apsildāmu gaisu dažādām mājas zonām, ir populāri Ziemeļamerikā (2).

2. Sistēmas katlu telpa ar piespiedu gaisa cirkulāciju

Polijā tas joprojām ir salīdzinoši rets risinājums. To galvenokārt izmanto jaunās komerciālās ēkās un privātmājās, parasti kombinācijā ar kamīnu. Piespiedu gaisa cirkulācijas sistēmas (t.sk. mehāniskā ventilācija ar siltuma atgūšanu) ļoti ātri noregulējiet telpas temperatūru.

Aukstā laikā tie kalpo kā sildītājs, bet karstā laikā tie kalpo kā dzesēšanas gaisa kondicionēšanas sistēma. Eiropai un Polijai raksturīgās CO sistēmas ar krāsnīm, katlu telpām, ūdens un tvaika radiatoriem tiek izmantotas tikai apkurei.

Piespiedu gaisa sistēmas parasti tās arī filtrē, lai noņemtu putekļus un alergēnus. Sistēmā ir iebūvētas arī mitrināšanas (vai žāvēšanas) ierīces.

Šo sistēmu trūkumi ir nepieciešamība uzstādīt ventilācijas kanālus un rezervēt tiem vietu sienās. Turklāt ventilatori dažkārt ir trokšņaini un kustīgs gaiss var izplatīt alergēnus (ja iekārta netiek pienācīgi uzturēta).

Papildus mums vispazīstamākajām sistēmām, t.i. radiatori un gaisa padeves agregāti, ir arī citi, pārsvarā moderni. Tas atšķiras no hidrauliskās centrālās apkures un piespiedu ventilācijas sistēmām ar to, ka silda mēbeles un grīdas, nevis tikai gaisu.

Nepieciešams ieklāt betona grīdās vai zem koka grīdām plastmasas caurules, kas paredzētas karstā ūdens padevei. Tā ir klusa un kopumā energoefektīva sistēma. Tas ātri nesasilda, bet ilgāk saglabā siltumu.

Ir arī "grīdas flīzēšana", kurā izmanto zem grīdas ierīkotas elektroinstalācijas (parasti keramikas vai akmens flīzes). Tās ir mazāk energoefektīvas nekā karstā ūdens sistēmas, un tās parasti izmanto tikai mazākās telpās, piemēram, vannas istabās.

Cits, modernāks apkures veids. hidrauliskā sistēma. Grīdlīstes ūdens sildītāji ir uzstādīti zemu pie sienas, lai tie varētu ievilkt aukstu gaisu no telpas apakšas, pēc tam to uzsildīt un atgriezt iekšā. Tie darbojas zemākā temperatūrā nekā daudzi.

Šīs sistēmas izmanto arī centrālo katlu, lai sildītu ūdeni, kas plūst cauri cauruļvadu sistēmai uz atsevišķām apkures ierīcēm. Faktiski šī ir veco vertikālo radiatoru sistēmu atjaunināta versija.

Elektriskie paneļu radiatori un citi veidi netiek parasti izmantoti galvenajās mājas apkures sistēmās. elektriskie sildītājigalvenokārt augsto elektrības izmaksu dēļ. Tomēr tie joprojām ir populāra papildu apkures iespēja, piemēram, sezonas telpās (piemēram, verandās).

Elektriskie sildītāji ir vienkārši un lēti uzstādāmi, un tiem nav nepieciešami cauruļvadi, ventilācija vai citas sadales ierīces.

Papildus parastajiem paneļu sildītājiem ir arī elektriskie starojuma sildītāji (3) vai sildlampas, kas nodod enerģiju objektiem ar zemāku temperatūru caur elektromagnētiskais starojums.

3. Infrasarkanais sildītājs

Atkarībā no izstarojošā ķermeņa temperatūras infrasarkanā starojuma viļņa garums svārstās no 780 nm līdz 1 mm. Elektriskie infrasarkanie sildītāji izstaro līdz 86% no ieejas jaudas kā starojuma enerģiju. Gandrīz visa savāktā elektriskā enerģija no kvēldiega tiek pārvērsta infrasarkanajā siltumā un tiek nosūtīta tālāk caur atstarotājiem.

Ģeotermālā Polija

Ģeotermālās apkures sistēmas, kas ir ļoti progresīvas, piemēram, Islandē, izraisa arvien lielāku interesikur zem (IDDP) urbšanas inženieri arvien vairāk iegrimst planētas iekšējā siltuma avotā.

2009. gadā, urbjot EPDM, tas nejauši izlijis magmas rezervuārā, kas atrodas aptuveni 2 km zem Zemes virsmas. Tādējādi tika iegūta vēsturē jaudīgākā ģeotermālā aka ar aptuveni 30 MW enerģijas jaudu.

Zinātnieki cer sasniegt Vidusatlantijas grēdu, garāko okeāna vidus grēdu uz Zemes, kas ir dabiska robeža starp tektoniskajām plāksnēm.

Tur magma uzsilda jūras ūdeni līdz 1000°C temperatūrai, un spiediens ir divsimt reižu lielāks par atmosfēras spiedienu. Šādos apstākļos ir iespējams ģenerēt superkritisku tvaiku ar 50 MW jaudu, kas ir aptuveni desmit reizes lielāka nekā tipiskā ģeotermālajā akā. Tas nozīmētu papildināšanas iespēju par 50 tūkst. mājās.

Ja projekts izrādītos efektīvs, līdzīgu varētu īstenot arī citviet pasaulē, piemēram, Krievijā. Japānā vai Kalifornijā.

4. Vizualizācija t.s. sekla ģeotermālā enerģija

Teorētiski Polijā ir ļoti labi ģeotermālie apstākļi, jo 80% no valsts teritorijas aizņem trīs ģeotermālās provinces: Centrāleiropas, Karpatu un Karpatu. Taču reālās ģeotermālo ūdeņu izmantošanas iespējas skar 40% valsts teritorijas.

Šo rezervuāru ūdens temperatūra ir 30-130°C (dažviet pat 200°C), sastopamības dziļums nogulumiežu iežos ir no 1 līdz 10 km. Dabiskā aizplūšana ir ļoti reta (Sudety - Cieplice, Löndek-Zdrój).

Tomēr tas ir kas cits. dziļa ģeotermālā ar akām līdz 5 km, un vēl kaut kas, t.s. sekla ģeotermālā, kurā avota siltums tiek ņemts no zemes, izmantojot salīdzinoši seklu ieraktu iekārtu (4), parasti no dažiem līdz 100 m.

Šo sistēmu pamatā ir siltumsūkņi, kas līdzīgi ģeotermālajai enerģijai ir pamats siltuma iegūšanai no ūdens vai gaisa. Tiek lēsts, ka Polijā šādu risinājumu jau ir desmitiem tūkstošu, un to popularitāte pamazām aug.

Siltumsūknis uzņem siltumu no ārpuses un nodod to mājā (5). Patērē mazāk elektroenerģijas nekā parastās apkures sistēmas. Kad ārā ir silts, tas var darboties kā gaisa kondicionētāja pretstats.

5. Vienkārša kompresora siltumsūkņa shēma: 1) kondensators, 2) droseļvārsts - vai kapilārs, 3) iztvaicētājs, 4) kompresors

Populārs gaisa siltumsūkņu veids ir mini split sistēma, kas pazīstama arī kā bezkanālu. Tā pamatā ir salīdzinoši maza ārējā kompresora iekārta un viena vai vairākas iekštelpu gaisa apstrādes iekārtas, kuras var viegli pievienot telpām vai attālām mājas vietām.

Siltumsūkņus ieteicams uzstādīt salīdzinoši maigā klimatā. Tie paliek mazāk efektīvi ļoti karstos un ļoti aukstos laika apstākļos.

Absorbcijas apkures un dzesēšanas sistēmas tos darbina nevis elektrība, bet saules enerģija, ģeotermālā enerģija vai dabasgāze. Absorbcijas siltumsūknis darbojas tāpat kā jebkurš cits siltumsūknis, taču tam ir atšķirīgs enerģijas avots un kā aukstumaģents izmanto amonjaka šķīdumu.

Hibrīdi ir labāki

Enerģijas optimizācija ir veiksmīgi sasniegta hibrīdsistēmās, kurās var izmantot arī siltumsūkņus un atjaunojamos enerģijas avotus.

Viens no hibrīda sistēmas veidiem ir siltumsūknis kombinācijā ar kondensācijas katlu. Sūknis daļēji pārņem slodzi, kamēr siltuma pieprasījums ir ierobežots. Kad nepieciešams vairāk siltuma, apkures uzdevumu pārņem kondensācijas katls. Līdzīgi siltumsūkni var kombinēt ar cietā kurināmā katlu.

Vēl viens hibrīda sistēmas piemērs ir kombinācija kondensācijas iekārta ar saules siltuma sistēmu. Šādu sistēmu var uzstādīt gan esošās, gan jaunās ēkās. Ja iekārtas īpašnieks vēlas lielāku neatkarību enerģijas avotu ziņā, siltumsūkni var apvienot ar fotoelektrisko instalāciju un tādējādi izmantot apkurei pašu mājas risinājumu saražoto elektroenerģiju.

Saules iekārta nodrošina lētu elektroenerģiju siltumsūkņa darbināšanai. Elektroenerģijas pārpalikumu, kas saražots ar elektroenerģiju, kas netiek izmantota tieši ēkā, var izmantot, lai uzlādētu ēkas akumulatoru vai pārdotu publiskajam tīklam.

Ir vērts uzsvērt, ka modernie ģeneratori un termoinstalācijas parasti ir aprīkoti ar interneta saskarnes un to var vadīt attālināti, izmantojot lietotni planšetdatorā vai viedtālrunī, bieži vien no jebkuras vietas pasaulē, tādējādi ļaujot īpašumu īpašniekiem optimizēt un ietaupīt izmaksas.

Nav nekā labāka par paštaisītu enerģiju

Protams, jebkurai apkures sistēmai jebkurā gadījumā būs nepieciešami enerģijas avoti. Viltība ir padarīt šo par visekonomiskāko un lētāko risinājumu.

Galu galā šādas funkcijas tiek ražotas "mājās" modeļos mikro koģenerācija () vai mikroelektrostacija ,

Saskaņā ar definīciju tas ir tehnoloģisks process, kas sastāv no siltuma un elektroenerģijas kombinētas ražošanas (bez tīkla), pamatojoties uz mazas un vidējas jaudas pieslēgtu ierīču izmantošanu.

Mikrokoģenerāciju var izmantot visos objektos, kur vienlaikus ir nepieciešama elektrība un siltums. Biežākie pāru sistēmu lietotāji ir gan individuālie saņēmēji (6), gan slimnīcas un izglītības centri, sporta centri, viesnīcas un dažādi komunālie pakalpojumi.

6. Mājas energosistēma

Mūsdienās vidusmēra mājsaimniecības enerģētiķim jau ir vairākas tehnoloģijas enerģijas iegūšanai mājās un pagalmā: saules, vēja un gāzes. (biogāze - ja tie tiešām ir "savējie").

Tātad uz jumta var montēt, ko nedrīkst jaukt ar siltuma ģeneratoriem un kurus visbiežāk izmanto ūdens sildīšanai.

Tas var sasniegt arī mazu vēja turbīnasindividuālajām vajadzībām. Visbiežāk tie tiek novietoti uz mastiem, kas aprakti zemē. Mazākos no tiem, ar jaudu 300-600 W un spriegumu 24 V, var uzstādīt uz jumtiem, ja to dizains ir tam pielāgots.

Sadzīves apstākļos visbiežāk sastopamas elektrostacijas ar jaudu 3-5 kW, kuras atkarībā no vajadzībām, lietotāju skaita u.c. - vajadzētu pietikt apgaismojumam, dažādu sadzīves tehnikas darbināšanai, ūdens sūkņiem CO un citām mazākām vajadzībām.

Sistēmas ar siltuma jaudu zem 10 kW un elektrisko jaudu 1-5 kW galvenokārt izmanto individuālajās mājsaimniecībās. Šādas "mājas mikro koģenerācijas stacijas" darbības ideja ir gan elektroenerģijas, gan siltuma avotu izvietot piegādātajā ēkā.

Mājas vēja enerģijas ražošanas tehnoloģija joprojām tiek pilnveidota. Piemēram, WindTronics piedāvātās mazās Honeywell vēja turbīnas (7) ar apvalku, kas nedaudz atgādina velosipēda riteni ar piestiprinātām lāpstiņām, aptuveni 180 cm diametrā, ģenerē 2,752 kWh pie vidējā vēja ātruma 10 m/s. Līdzīgu jaudu piedāvā Windspire turbīnas ar neparastu vertikālu dizainu.

7. Mazas Honeywell turbīnas, kas uzstādītas uz mājas jumta

Starp citām tehnoloģijām enerģijas iegūšanai no atjaunojamiem avotiem, ir vērts pievērst uzmanību biogāze. Šo vispārīgo terminu lieto, lai aprakstītu degošās gāzes, kas rodas organisko savienojumu sadalīšanās laikā, piemēram, notekūdeņi, sadzīves atkritumi, kūtsmēsli, lauksaimniecības un lauksaimniecības pārtikas rūpniecības atkritumi utt.

Tehnoloģija, kas radusies no vecās koģenerācijas, t.i., siltuma un elektroenerģijas kombinētās ražošanas koģenerācijas stacijās, savā "mazajā" versijā ir diezgan jauna. Joprojām turpinās labāku un efektīvāku risinājumu meklējumi. Pašlaik var identificēt vairākas galvenās sistēmas, tostarp: virzuļdzinējus, gāzes turbīnas, Stirlinga dzinēju sistēmas, organisko Rankine ciklu un kurināmā elementus.

Stirlinga dzinējs pārvērš siltumu mehāniskā enerģijā bez vardarbīgas sadegšanas procesa. Siltuma padeve darba šķidrumam - gāzei tiek veikta, sildot sildītāja ārējo sienu. Piegādājot siltumu no ārpuses, dzinējam primāro enerģiju var piegādāt praktiski no jebkura avota: naftas savienojumiem, oglēm, koksnes, visa veida gāzveida kurināmā, biomasas un pat saules enerģijas.

Šāda veida dzinējos ietilpst: divi virzuļi (auksts un silts), reģeneratīvs siltummainis un siltummaiņi starp darba šķidrumu un ārējiem avotiem. Viens no svarīgākajiem elementiem, kas darbojas ciklā, ir reģenerators, kas uzņem darba šķidruma siltumu, plūstot no apsildāmās uz atdzesēto telpu.

Šajās sistēmās siltuma avots galvenokārt ir izplūdes gāzes, kas rodas degvielas sadegšanas laikā. Gluži pretēji, siltums no ķēdes tiek pārnests uz zemas temperatūras avotu. Galu galā cirkulācijas efektivitāte ir atkarīga no temperatūras starpības starp šiem avotiem. Šāda veida dzinēja darba šķidrums ir hēlijs vai gaiss.

Stirlinga dzinēju priekšrocības ir: augsta kopējā efektivitāte, zems trokšņa līmenis, degvielas ekonomija salīdzinājumā ar citām sistēmām, zems ātrums. Protams, nedrīkst aizmirst arī par trūkumiem, no kuriem galvenais ir uzstādīšanas cena.

Koģenerācijas mehānismi, piemēram, Rankine cikls (siltuma atgūšana termodinamiskos ciklos) vai Stirlinga dzinējam ir nepieciešams tikai siltums, lai darbotos. Tās avots var būt, piemēram, saules vai ģeotermālā enerģija. Elektroenerģijas ražošana šādā veidā, izmantojot kolektoru un siltumu, ir lētāka nekā izmantojot fotoelementus.

Notiek arī izstrādes darbs degvielas šūnas un to izmantošana koģenerācijas stacijās. Viens no novatoriskajiem šāda veida risinājumiem tirgū ir ClearEdge. Papildus sistēmai specifiskām funkcijām šī tehnoloģija balonā esošo gāzi pārvērš par ūdeņradi, izmantojot progresīvas tehnoloģijas. Tātad šeit nav uguns.

Ūdeņraža šūna ražo elektroenerģiju, ko izmanto arī siltuma ražošanai. Kurināmā elementi ir jauna veida ierīce, kas ļauj gāzveida kurināmā (parasti ūdeņraža vai ogļūdeņraža degvielas) ķīmisko enerģiju ar augstu efektivitāti elektroķīmiskas reakcijas ceļā pārvērst elektrībā un siltumā – bez nepieciešamības sadedzināt gāzi un izmantot mehānisko enerģiju, kā tas ir, piemēram, dzinējos vai gāzes turbīnās.

Dažus elementus var darbināt ne tikai ar ūdeņradi, bet arī ar dabasgāzi jeb t.s. reformāts (reformējošā gāze), kas iegūts ogļūdeņraža degvielas pārstrādes rezultātā.

Karstā ūdens akumulators

Mēs zinām, ka karsto ūdeni, tas ir, siltumu, var uzkrāt un kādu laiku uzglabāt īpašā sadzīves traukā. Piemēram, tos bieži var redzēt blakus saules kolektoriem. Tomēr ne visi var zināt, ka pastāv tāda lieta kā lielas siltuma rezerveskā milzīgi enerģijas akumulatori (8).

8. Lielisks siltuma akumulators Nīderlandē

Standarta īstermiņa uzglabāšanas tvertnes darbojas atmosfēras spiedienā. Tie ir labi izolēti un galvenokārt tiek izmantoti pieprasījuma pārvaldībai pīķa stundās. Temperatūra šādās tvertnēs ir nedaudz zem 100°C. Ir vērts piebilst, ka dažkārt apkures sistēmas vajadzībām vecās eļļas tvertnes tiek pārveidotas par siltuma akumulatoriem.

2015. gadā pirmais vācietis divu zonu paplāte. Šo tehnoloģiju patentēja Bilfinger VAM..

Risinājuma pamatā ir elastīga slāņa izmantošana starp augšējo un apakšējo ūdens zonu. Augšējās zonas svars rada spiedienu uz apakšējo zonu, lai tajā uzglabātā ūdens temperatūra varētu būt augstāka par 100°C. Augšējā zonā ūdens ir attiecīgi vēsāks.

Šī risinājuma priekšrocības ir lielāka siltuma jauda, ​​vienlaikus saglabājot tādu pašu tilpumu, salīdzinot ar atmosfēras tvertni, un tajā pašā laikā zemākas drošības izmaksas salīdzinājumā ar spiedtvertnēm.

Pēdējās desmitgadēs lēmumi, kas saistīti ar pazemes enerģijas uzglabāšana. Gruntsūdens rezervuārs var būt no betona, tērauda vai ar šķiedru pastiprinātas plastmasas konstrukcijas. Betona konteineri tiek būvēti, betonējot uz vietas vai no saliekamiem elementiem.

Lai nodrošinātu difūzijas hermētiskumu, tvertnes iekšpusē parasti tiek uzstādīts papildu pārklājums (polimērs vai nerūsējošais tērauds). Siltumizolācijas slānis ir uzstādīts ārpus konteinera. Ir arī būves, kas nostiprinātas tikai ar granti vai ieraktas tieši zemē, arī ūdens nesējslānī.

Ekoloģija un ekonomika roku rokā

Siltums mājā ir atkarīgs ne tikai no tā, kā mēs to apsildām, bet galvenokārt no tā, kā mēs to pasargājam no siltuma zudumiem un apsaimniekojam tajā esošo enerģiju. Mūsdienu būvniecības realitāte ir uzsvars uz energoefektivitāti, pateicoties kam izveidotie objekti atbilst visaugstākajām prasībām gan ekonomijas, gan ekspluatācijas ziņā.

Šī ir dubultā "eko" - ekoloģija un ekonomika. Arvien vairāk novietots energoefektīvas ēkas Tiem raksturīgs kompakts korpuss, kurā pastāv tā saukto aukstuma tiltu risks, t.i. siltuma zudumu zonas. Tas ir svarīgi, lai iegūtu mazākos rādītājus attiecībā uz ārējo starpsienu laukuma attiecību, kas tiek ņemta vērā kopā ar grīdu uz zemes, pret kopējo apsildāmo tilpumu.

Bufera virsmas, piemēram, ziemas dārzi, jāpiestiprina visai konstrukcijai. Tie koncentrē pareizo siltuma daudzumu, vienlaikus nododot to ēkas pretējai sienai, kas kļūst ne tikai par tā uzglabāšanu, bet arī par dabisku radiatoru.

Ziemā šāda veida buferizācija pasargā ēku no pārāk auksta gaisa. Iekšpusē izmantots telpu bufera plānojuma princips - telpas atrodas dienvidu pusē, bet saimniecības telpas - ziemeļu pusē.

Visu energoefektīvo māju pamatā ir atbilstoša zemas temperatūras apkures sistēma. Tiek izmantota mehāniskā ventilācija ar siltuma atgūšanu, t.i., ar rekuperatoriem, kas, izpūšot "izlietoto" gaisu, saglabā savu siltumu, lai uzsildītu ēkā iepūsto svaigo gaisu.

Standarts sasniedz saules sistēmas, kas ļauj sildīt ūdeni, izmantojot saules enerģiju. Siltumsūkņus uzstāda arī investori, kuri vēlas pilnībā izmantot dabas sniegtās priekšrocības.

Viens no galvenajiem uzdevumiem, kas jāveic visiem materiāliem, ir nodrošināt augstākā siltumizolācija. Līdz ar to tiek uzceltas tikai siltas ārējās starpsienas, kas ļaus jumtam, sienām un griestiem pie zemes iegūt atbilstošu siltuma pārneses koeficientu U.

Ārsienām jābūt vismaz divslāņu, lai gan vislabāko rezultātu sasniegšanai vislabāk ir izmantot trīsslāņu sistēmu. Investīcijas tiek veiktas arī augstākās kvalitātes logos, bieži vien ar trīs rūtīm un pietiekami platiem termiski aizsargātiem profiliem. Jebkuri lieli logi ir ēkas dienvidu puses prerogatīva - ziemeļu pusē stiklojums ir izvietots diezgan smaili un mazākajos izmēros.

Tehnoloģija iet vēl tālāk pasīvās mājaszināms jau vairākus gadu desmitus. Šīs koncepcijas veidotāji ir Volfgangs Feists un Bo Ādamsons, kuri 1988. gadā Lundas Universitātē prezentēja pirmo ēkas projektu, kam gandrīz nav nepieciešama papildu izolācija, izņemot aizsardzību pret saules enerģiju. Polijā pirmā pasīvā konstrukcija tika uzbūvēta 2006. gadā Smolecā pie Vroclavas.

Pasīvajās konstrukcijās ēkas siltuma pieprasījuma līdzsvarošanai tiek izmantots saules starojums, siltuma atgūšana no ventilācijas (rekuperācija) un siltuma ievade no iekšējiem avotiem, piemēram, elektroierīcēm un iemītniekiem. Tikai īpaši zemas temperatūras periodos tiek izmantota telpās pievadītā gaisa papildu sildīšana.

Pasīvā māja vairāk ir ideja, kaut kāds arhitektūras projekts, nevis konkrēta tehnoloģija un izgudrojums. Šī vispārīgā definīcija ietver daudzus dažādus ēku risinājumus, kas apvieno vēlmi samazināt enerģijas pieprasījumu - mazāk nekā 15 kWh/m² gadā - un siltuma zudumus.

Lai sasniegtu šos parametrus un saglabātu visas ēkas ārējās starpsienas, tām ir raksturīgs ārkārtīgi zems siltuma pārneses koeficients U. Ēkas ārējam apvalkam jābūt necaurlaidīgam pret nekontrolētām gaisa noplūdēm. Tāpat logu galdniecība uzrāda ievērojami mazākus siltuma zudumus nekā standarta risinājumi.

Logi izmanto dažādus risinājumus, lai samazinātu zaudējumus, piemēram, dubultstikli ar izolējošu argona slāni starp tiem vai trīskāršie stiklojumi. Pasīvā tehnoloģija ietver arī māju celtniecību ar baltiem vai gaišiem jumtiem, kas vasarā atspoguļo saules enerģiju, nevis absorbē to.

Zaļās apkures un dzesēšanas sistēmas viņi sper turpmākus soļus uz priekšu. Pasīvās sistēmas maksimāli palielina dabas spēju sildīt un atdzist bez krāsnīm vai gaisa kondicionieriem. Tomēr jau ir jēdzieni aktīvās mājas – liekās enerģijas ražošana. Tajos tiek izmantotas dažādas mehāniskās apkures un dzesēšanas sistēmas, kas tiek darbinātas ar saules enerģiju, ģeotermālo enerģiju vai citiem avotiem, tā saukto zaļo enerģiju.

Jaunu veidu atrašana siltuma iegūšanai

Zinātnieki joprojām meklē jaunus enerģētikas risinājumus, kuru radoša izmantošana varētu sniegt mums neparasti jaunus enerģijas avotus vai vismaz veidus, kā to atjaunot un saglabāt.

Pirms dažiem mēnešiem mēs rakstījām par šķietami pretrunīgo termodinamikas otro likumu. eksperiments prof. Andreass Šilings no Cīrihes universitātes. Viņš izveidoja ierīci, kas, izmantojot Peltjē moduli, atdzesēja deviņus gramus smagu vara gabalu no temperatūras virs 100 ° C līdz temperatūrai, kas ir krietni zemāka par istabas temperatūru bez ārēja barošanas avota.

Tā kā tas darbojas dzesēšanai, tam ir arī jāsilda, kas var radīt iespējas jaunām, efektīvākām ierīcēm, kurām nav nepieciešama, piemēram, siltumsūkņu uzstādīšana.

Savukārt profesori Stefan Seeleke un Andreas Schütze no Zāras universitātes ir izmantojuši šīs īpašības, lai izveidotu ļoti efektīvu, videi draudzīgu apkures un dzesēšanas ierīci, kuras pamatā ir piedziņas vadu siltuma vai dzesēšanas radīšana. Šai sistēmai nav nepieciešami nekādi starpfaktori, kas ir tās vides priekšrocība.

Dienvidkalifornijas universitātes arhitektūras docente Dorisa Sūna vēlas optimizēt ēkas enerģijas pārvaldību, izmantojot termobimetāla pārklājumi (9), inteliģenti materiāli, kas darbojas kā cilvēka āda – dinamiski un ātri pasargā telpu no saules, nodrošinot pašventilāciju vai, ja nepieciešams, izolējot to.

9. Dorisa Sūna un bimetāli

Izmantojot šo tehnoloģiju, Soong izstrādāja sistēmu termoreaktīvie logi. Saulei virzoties pa debesīm, katra flīze, kas veido sistēmu, pārvietojas neatkarīgi, vienmērīgi ar to, un tas viss optimizē siltuma režīmu telpā.

Ēka kļūst kā dzīvs organisms, kas patstāvīgi reaģē uz enerģijas daudzumu, kas nāk no ārpuses. Šī nav vienīgā ideja "dzīvai" mājai, taču tā atšķiras ar to, ka neprasa papildu jaudu kustīgām daļām. Ar pārklājuma fizikālajām īpašībām vien pietiek.

Pirms gandrīz divām desmitgadēm Zviedrijas Lindas pilsētā netālu no Gēteborgas tika uzcelts dzīvojamais komplekss. bez apkures sistēmām tradicionālajā izpratnē (10). Doma par dzīvi mājās bez krāsnīm un radiatoriem vēsajā Skandināvijā izraisīja dalītas jūtas.

10. Viena no pasīvajām mājām bez apkures sistēmas Lindosā, Zviedrijā.

Radās ideja par māju, kurā, pateicoties mūsdienīgiem arhitektūras risinājumiem un materiāliem, kā arī atbilstošai pielāgošanai dabas apstākļiem, radās tradicionālā ideja par siltumu kā nepieciešamu rezultātu savienojumā ar ārējo infrastruktūru – apkuri, enerģija - vai pat ar degvielas piegādātājiem tika likvidēta. Ja mēs sākam domāt par siltumu savās mājās, tad mēs esam uz pareizā ceļa.

Tik silti, siltāk...karsti!

Siltummaiņa glosārijs

Centrālā apkure (CO) - mūsdienu izpratnē nozīmē iekārtu, kurā siltums tiek piegādāts telpās izvietotajiem sildelementiem (radiatoriem). Siltuma sadalei izmanto ūdeni, tvaiku vai gaisu. Ir CO sistēmas, kas aptver vienu dzīvokli, māju, vairākas ēkas un pat veselas pilsētas. Instalācijās, kas aptver vienu ēku, ūdens tiek cirkulēts ar gravitācijas spēku blīvuma izmaiņu rezultātā līdz ar temperatūru, lai gan to var piespiest sūknis. Lielākās iekārtās tiek izmantotas tikai piespiedu cirkulācijas sistēmas.

Katlu telpa - rūpniecības uzņēmums, kura galvenais uzdevums ir augstas temperatūras vides (visbiežāk ūdens) ražošana pilsētas siltumtīklam. Tradicionālās sistēmas (katli, kas darbojas ar fosilo kurināmo) mūsdienās ir reti sastopamas. Tas ir saistīts ar to, ka ar siltumenerģijas un elektroenerģijas kombinēto ražošanu termoelektrostacijās tiek panākta daudz augstāka efektivitāte. Savukārt siltumenerģijas ražošana, izmantojot tikai atjaunojamos energoresursus, kļūst arvien populārāka. Visbiežāk šim nolūkam tiek izmantota ģeotermālā enerģija, bet tiek būvētas vērienīgas saules siltuma iekārtas, kurās

kolektori silda ūdeni sadzīves vajadzībām.

Pasīvā māja, energotaupības māja – būvnormatīvs, kam raksturīgi augsti ārējo starpsienu izolācijas parametri un vairāku risinājumu izmantošana, kas vērsta uz enerģijas patēriņa samazināšanu ekspluatācijas laikā. Enerģijas pieprasījums pasīvajās ēkās ir zem 15 kWh/(m²·gadā), savukārt tradicionālajās mājās tas var sasniegt pat 120 kWh/(m²·gadā). Pasīvajās mājās siltuma pieprasījuma samazinājums ir tik liels, ka tajās neizmanto tradicionālo apkures sistēmu, bet tikai ventilācijas gaisa papildu sildīšanu. To izmanto arī siltuma pieprasījuma līdzsvarošanai.

saules starojums, siltuma atgūšana no ventilācijas (reģenerācija), kā arī siltuma ieguvumi no iekšējiem avotiem, piemēram, elektroierīcēm vai pat pašiem iedzīvotājiem.

Gzeinik (sarunvalodā - radiators, no franču calorifère) - ūdens-gaiss vai tvaika-gaisa siltummainis, kas ir centrālās apkures sistēmas elements. Pašlaik visbiežāk tiek izmantoti paneļu radiatori, kas izgatavoti no metinātām tērauda plāksnēm. Jaunajās centrālapkures sistēmās rievotus radiatorus praktiski vairs neizmanto, lai gan dažos risinājumos konstrukcijas modularitāte ļauj pievienot vairāk ribu un līdz ar to vienkārši mainīt radiatora jaudu. Caur sildītāju plūst karstais ūdens vai tvaiks, kas parasti nenāk tieši no koģenerācijas. Ūdens, kas baro visu iekārtu, tiek uzkarsēts siltummainī ar ūdeni no siltumtīkla vai katlā, un pēc tam nonāk siltuma uztvērējos, piemēram, radiatoros.

Centrālapkures katls - ierīce cietā kurināmā (ogles, koksne, kokss uc), gāzveida (dabasgāze, sašķidrināta naftas gāze), mazuta (mazuts) sadedzināšanai, lai sildītu dzesēšanas šķidrumu (parasti ūdeni), kas cirkulē CH kontūrā. Parastā valodā centrālapkures katlu nepareizi dēvē par plīti. Atšķirībā no krāsns, kas radīto siltumu atdod apkārtējai videi, katls izdala to nesošās vielas siltumu, un uzkarsētais ķermenis aiziet uz citu vietu, piemēram, uz sildītāju, kur to izmanto.

kondensācijas katls - ierīce ar slēgtu sadegšanas kameru. Šāda veida katli papildus siltuma daudzumu saņem no dūmgāzēm, kuras tradicionālajos katlos iziet caur skursteni. Pateicoties tam, tie darbojas ar lielāku efektivitāti, sasniedzot līdz pat 109%, savukārt tradicionālajos modeļos tas ir līdz 90% - t.i. tie labāk izmanto degvielu, kas nozīmē zemākas apkures izmaksas. Kondensācijas katlu ietekme vislabāk ir redzama dūmgāzu temperatūrā. Tradicionālajos katlos dūmgāzu temperatūra ir lielāka par 100°C, bet kondensācijas katlos tā ir tikai 45-60°C.