CASA FARA CHELTUIELI DE INCALZIRE SAU RACIRE

-->EARTH SHELTERED HOUSE WITHOUT EXPENSES FOR HEATING OR COOLING

       English version :     http://www.builditsolar.com/Projects/SolarHomes/Romania/CristianHouse.htm

am adaugat o sera pe latura sudica  -- vezi noua pagina SERA TIP EARTHSHIP

Motto: O casa se ridica o data in viata si reprezinta cea mai mare investitie materiala pentru cei mai multi oameni. Construieste-o INTELIGENT folosind experienta trecutului ca sa te apere de necazurile viitorului.

Trebuie sa multumesc proprietarilor www.builditsolar.com si www.thenaturalhome.com pentru sfaturile si ideile puse la dispozitie dar poate mai important trebuie sa-i multumesc sotiei mele atat pentru multe idei excelente dar mai ales pentru increderea fara de care nu cred ca as fi riscat sa ridic o asemenea casa.

Cristian Paun

Depozit Pasiv Anual de Caldura - DPAC (Passive Annual Heat Storage  -  PAHS)

Dimineata insorita de Ianuarie

La inceputul anilor `80, in plina criza petroliera, arhitectul Malcolm Wells (www.malcolmwells.com ) construieste prima casa pilot autosustenabila. Studiile si masuratorile facute pe aceasta casa timp de cativa ani au aratat ca o astfel de constructie poate mentine un mediu interior confortabil termic fara a fi nevoie de un consum suplimentar de energie pentru incalzire sau racire. De atunci se tot construiesc asemenea case, astfel incat, in ultimii ani, ritmul lor de constructie este de trei ori mai mare comparativ cu al caselor obisnuite. Insusi Bill Gates, fondatorul Microsoft, si-a construit o asemenea „casa”. Am folosit ghilimelele pentru ca dimensiunile casei sunt proportionale cu averea lui (impozitul anual pentru aceasta casa este de aproape 1 milion de dolari). Astazi, cand o noua criza a petrolului loveste omenirea mult mai dur, suntem obligati sa luam masuri drastice pentru ca viitorul energetic arata sumbru iar risipa are costuri din ce in ce mai mari. Omenirea foloseste 40% din resursele energetice pentru a se incalzi sau racori. Peste 70% din cheltuielile de functionare ale unei case obisnuite americane (la noi nu am gasit statistici) se duc pe incalzire / racire.

   Principiul fundamental al acestor case este stocarea, pe timpul verii, a unei cantitati uriase de caldura in pamantul din jurul lor (high thermal mass HTM), astfel incat iarna sa nu fie nevoie de incalzire suplimentara. Un cercetator englez a calculat ca se pot stoca aproximativ 90 mil. BTU  adica 26.37MW   !!!!!.   Evident o mare parte se va pierde dar ramane suficienta pentru a tine o temperatura interioara confotabila. 
 Stocarea caldurii nu se face prin cine stie ce supertehnologie, ci pur si simplu natural, prin transfer termic – in timpul verii, peretii transfera caldura aerului din casa, spre pamantul inconjurator , racorind, in acest fel casa iar in timpul iernii transferul se petrece invers. Pentru a stoca o cantitate mare de caldura avem nevoie de  un volum mare de pamant in jurul casei si atunci este preferabil sa o construim ingropata in pamant (earth-bermed house sau earth sheltered house) precum vechile bordee. Pricipial, fata de clasicul bordei, au aparut 3 elemente care fac din aceste case un mediu comfortabil de trai cu cheltuieli incredibil de mici :

1.     Izolarea hidro si termica a pamantului pe o distanta de 4 – 6 m in jurul casei.

Hidroizolatia este esentiala pentru ca pamantul ud (de fapt apa din pamant) este un foarte bun conducator de caldura si astfel stocul de caldura acumulat incet pe timpul verii se va pierde rapid in sezonul ploios. Deasemenea, nimeni nu-si doreste umezeala pe exteriorul peretilor pentru ca asta insemna umezeala si pe interior si deci aparitia mucegaiului.Vom avea astfel o "umbrela" care va tine pamantul uscat in jurul casei (umezeala accelereaza transferul caldurii prin pamant, spre zonele exterioare neizolate)

Termoizolatia pamantului din jurul casei este, deasemenea, esentiala pentru ca, fara ea, caldura acumulata in pamant pe timpul verii s-ar pierde rapid o data cu racirea vremii. Practic vorbim de o "pufoaica" impermeabila care imbraca pamantul din jurul casei sau, altfel spus, izolam termic o casa cu peretii grosi de cativa metri. Acesti "pereti" nu vor mai face schimb de caldura cu exteriorul dar, prin masa termica uriasa, vor uniformiza temperatura interioara anuala.

2.     Suprafete mari de ferestre, triplu termopan

 Fata de vechiul bordei, putem avea unul din pereti (cel sudic) expus mediului. Ferestrele din ziua de astazi permit o buna iluminare naturala si astfel un castig suplimentar de caldura, pe timpul iernii fara pierderi exagerate  de energie

Daca soarele asigura, intr-o zi senina, cam 1 Kw/m² si avem o casa de 130mp cu o suprafata de geamuri catre Sud de 22mp atunci primim gratuit in casa aproape 20kW pe ora ( un calorifer electric consuma cam 2 Kw/h). Daca soarele straluceste  6 ore in cea mai scurta zi din iarna atunci putem primi gratuit aproape 100kWh pe zi iar casa sta intr-un mediu cu temperatura de 16˚C  - 19˚C.Aici mai trebuie sa adaugati si ce 12mp de pereti solari cu un supliment de 70kWh livrati pe timpul noptii ( vezi capitolul pereti solari). La un randament de 65-70% de conversie in caldura rezulta cam 120kWh gratuit pe zi  Nu va speriati, caldura din casa nu va creste excesiv pentru ca peretii si apoi pamantul din jurul casei vor prelua si stoca relativ repede excesul de caldura. Natura a potrivit totul perfect pentru ca, cu cat ne departam mai mult de solstitiul de iarna, soarele patrunde din ce in ce mai putin in casa dar ziua este mai lunga iar temperatura exterioara este din ce in ce mai ridicata. Pe timpul verii soarele nu mai patrunde in casa iar temperatura aerului exterior este ridicata dar, paradoxal in aparenta, in casa este mai racoare decat in multe zile de iarna pentru ca peretii trag caldura aerului interior si o stocheaza in pamantul din jur. Nu uitati ca desi afara sunt 35˚C, casa sta intr-un mediu de 16˚C – 19˚C

3.     Materiale de constructie moderne

Prin caracteristicile lor noile materialele de constructie permit camere cu suprafete mari, ferestre mari fara pierderi semnificative si izolatii termice de buna calitate.

In concluzie acest tip de casa este acoperita cu pamant sau are pamant pana la streasina pe trei laturi ale sale, doar peretele sudic ramanand neacoperit.

Daca terenul nu este suficient de mare sau aveti retineri in a avea o casa ingropata in pamant atunci puteti folosi principiul "Annualized Geo Solar" care stoacheaza caldura in pamantul de sub casa (plus 6m imprejur). In acest caz se folosesc tuburi (PVC 110mm) ingropate la 2-3m sub fundatia casei, dispuse sub forma spitelor unei umbrele, prin care se pompeaza aer fierbinte din pod sau din panouri solare, pe timpul verii. Casa va avea pierderi mai mari prin pereti, transfer termic mai slab (numai podeaua va avea contact cu depozitul de caldura) si nu veti avea racire naturala pe timpul verii. Sistemul de pompare al aerului are nevoie de o mica automatizare care sa porneasca turbina numai cand aerul e suficient de cald in pod, dar sa o opreasca daca temperatura pamantului ajunge prea mare altfel riscati sa faceti sauna din casa sau sa va friga podeaua la talpi. Din acest motiv se amplaseaza tuburile, de aer, atat de adanc sub fundatie

Dupa amiaza insorita de Ianuarie. In casa este mai cald decat in majoritatea zilelor de vara. Zapada adauga, prin reflexie, un supliment de raze solare

Aceeasi zi. Este atat de cald ca stam in tricouri. Prietenul meu (in maieu) a vrut aceasta poza pentu a putea dovedi cunoscutilor, cat de cald este in casa fara sa faci focul de cateva zile

Rulourile exterioare sunt coborate in noptile geroase pentru a reduce pierderile termice.

PRINCIPII GENERALE

 Imaginati-va o casa care sta intru-un mediu cu o temperatura aproape constanta, undeva  intre 16˚C si 19˚C. In aceasta casa nu mai este nevoie de incalzire sau racire pentru a avea un mediu confortabil.

 Iarna, luand in considerare pierderile de caldura prin geamuri si acoperis dar si castigul de caldura obtinut de la  soare si activitatea  casnica,  in casa va fi o temperatura intre 18˚C si 23˚C. FARA SA SE MAI CHELTUIASCA PE INCALZIRE ! Nu trebuie sa va asteptati, insa, din primii ani, la cheltuieli ZERO pentru incalzire. Pamantului ii trebuie cam 3 – 4 ani pentru a se usca si pentru a se incarca cu suficienta caldura.  Bineinteles ca trebuie sa se reduca pierderile la minim utilizand geamuri triple, o izolatie serioasa a acoperisului si a peretilor expusi aerului exterior DAR NU SI FATA DE PAMANTUL DIN JURUL CASEI.

Vara, nu va fi nevoie de aer conditionat daca ati proiectatat casa astfel incat sa aiba ferestre doar spre Sud. Este preferabil sa nu aveti ferestre spre Nord, Est sau Vest, (sau macar sa le reduceti la minim) pentru ca prin acestea veti avea pierderi de caldura, iarna, iar vara va patrunde soarele si va supraancalzi aerul interior. Dinspre Sud, vara, soarele nu va patrunde in casa, (unghiul azimut, de pranz, este de  68˚   la solstitiul de vara). Daca am dimensionat corect marimea stresinei (vara soarele rasare la NE si apune la NV.) atunci soarele va patrunde, putin,  in casa, abia in luna August (in aceasta perioada si eu am stat cu storurile coborate in perioada pranzului ).

Stabilirea latimii stresinii si al inaltimii ferestrei in functie de momentul in care  doriti sa intre soarele in casa.

Traseul soarelui pe cer iarna - vara

Sigur, ati remarcat cat de racoare este vara intr-o pivnita si cat de cald este iarna. Pamantul uscat transfera caldura foarte incet – 6 m in 6 luni. Astfel la mai mult de 2,5m adancime, pamantul are o temperatura aproape constanta undeva in jurul mediei anuale a temperaturilor locale. 

  temperatura solului din jurul casei   - sectiune

In zona paralelei 45˚ temperatura medie este de 12˚C-15˚C. Cu cat ne apropiem mai mult de suprafata, cu atat variatia temperaturii solului este mai accentuata si se apropie de variatia temperaturii aerului .Dupa cum vedeti de la 12˚C pana la 19˚C nu sunt decat  7˚C diferenta.. Aceasta diferenta poate fi stocata in pamantul din jurul casei, intr-o cantitate suficienta pentru necesarul pe 4-5 luni al perioadei reci din an. 

 

 AVANTAJE

1.Costurile de constructie aproape identice cu cele pentru o casa obisnuita. 

Costurile suplimentare pentru structura mai rezistenta a casei si izolarea suplimentara a pamantului sunt amortizate, in cel mai rau caz, intr-un an, doi, tinand cont ca nici nu trebuie sa cumparati un sistem clasic de incalzire (centrala termica, tevi, calorifere, manopera de instalare si in special trasul conductei de gaze). Va este suficient un semineu sau o soba cu lemne amplasat cat mai in centrul casei pentru a suplimenta caldura in lungile perioade reci si noroase din primele ierni (in special la sfarsitul lui Ianuarie si Februarie cand stocul de caldura din pamant se micsoreaza).

2.Nu cheltuiti bani pe incalzire sau racire. De ce sa irosim foarte multi bani iarna, pentru incalzire si alti bani vara pentru racirea locuintei cand toata aceasta energie ne este oferita gratuit de soare. De ce sa ardem combustibilii fosili acum iar maine sa cheltuim alti bani pentru a contracara efectele poluarii si ale incalzirii globale. Din studiile statistice reiese ca acest tip de casa este preferat de persoane peste 50 de ani care vor avea, in curand, un venit fix (pensia) din care sa traiasca, iar tendinta de crestere a pretului combustibililor (petrolul, gazele, carbunii se epuizeaza iar pretul lor creste ingrijorator) este o variabila necontrolabila in bugetele viitoare ale familiei.

Doar tinerii care sunt preocupati serios de viitorul lor sau de ecologie, sunt interesati de astfel de case. Pacat ca sunt inca putini.
Unele tari occidentale construiesc cladiri guvernamentale si locuinte sociale, pe aceste principii, pentru a minimiza cheltuielile de incalzire/racire ale viitorilor locatari.

3.Nu folositi tehnologii sau aparatura complexa. In principiu o astfel de casa nu are nevoie de nici un fel de aparatura pentru stocarea sau reglarea caldurii. Daca insa folositi ferestre excesiv de mari (pierderi mai mari de caldura in timpul iernii) atunci o mini sera, cateva tuburi de drenaj (care oricum va sunt necesare pentru a mentine uscat pamantul din jurul casei), un ventilator si un termostat sunt tot ce va trebuie pentru a stoca, in timpul verii, o cantitate suplimentara de caldura. Dupa cum vedeti nu prea are ce sa se strice.

4.Cheltuieli reduse de intretinere exterioara. Un singur perete ar trebui rezugravit dar si acela consta mai mult in ferestre sau pereti solari.

5.Anticutremur. Casa se misca o data cu pamantul. Doar nivelele de deasupra pamantului tind sa ramana in urma miscarii pamantului, datorita inertiei, si ca urmare aici apar fracturi in structura casei.

6.Protectie la furtuni, tornade. Datorita frecarii aerului cu pamantul, viteza vantului la nivelul solului este semnificativ redusa. Vantul aluneca usor peste casa fara a lovi in pereti (apar curenti verticali puternici care pot smulge acoperisul).

7.Linistea. Daca v-ati saturat de zgomotul orasului atunci fiti siguri ca intr-o astfel de casa va vor tiui urechile de liniste. Guvernul american construieste sanatorii, pe aceste principii, pentru tratarea bolnavilor psihici.

8.Ecologia. De ce sa poluam si sa supraincalzim planeta pe banii nostri cand soarele ne ofera gratuit, aproape 1 kW de energie pe metru patrat

9.Contopirea cu natura. Probabil va amintiti cu placere de un concediu la munte cand, dimineata, va trezeati si vedeati pe fereastra peisajul albit de zapada sau nenumaratele nuante de verde, galben, portocaliu pana la rosu brun ale frunzelor copacilor. Ei bine, acesta placere o puteti avea in aproape fiecare zi, ca sa nu mai vorbim de apusurile de soare sau de noptile cu un cer plin de stele. Sunt lucruri ce nu le putem vedea in oras, dar tocmai de aceea le apreciem in concedii. Daca avem suficienta intelepciune vom aprecia aceste lucruri mai mult decat comoditatea vietii in oras. S-ar putea ca, foarte curand, aceasta comoditate sa ne coste din ce in ce mai scump, si nu ma refer doar la partea materiala.

Anti Antiavantaje

1. Lumina. Toata lumea se gandeste la o hruba intunecata cand spui casa sub pamant -- Va rog sa va uitati la pozele de la inceput si veti remarca cat de mari sunt ferestrele. De altfel toate cunostintele care mi-au intrat in casa au remarcat imediat cat de luminoasa este casa. Mama mea mi-a spus ca la inceput avea tendinta se duca mereu sa stinga becurile (desi nu erau aprinse).
2. Aerul. Primul gand venit, cand se discuta despre o casa sub pamant, este ca aerul e statut eventual si cu miros specific de mucegai. Daca priviti pozele cu fazele constructiei, veti remarca niste tuburi PVC de 110mm ce incojoara casa, la nivelul fundatiei, si apoi penetreaza peretii dormitoarelor. Prin ele „ curge” in permanenta aer proaspat, la un debit suficient. Datorita schimbului de caldura cu pamantul ce le inconjoara, aceste tuburi aduc un aer preincalzit, iarna sau racit, vara.
3. Umiditatea. Fara indoiala ca, pentru multi oameni, o incapere subterana este sinonima cu pereti, tavan si podea ude. Constructia unei astfel de case presupune nu numai o buna hidroizolatie a fundatiei si peretilor dar si alegerea unei locatii unde panza freatica nu se ridica niciodata la mai putin de 5-6m de nivelul solului. Acest lucru cat si faptul ca pamantul din jurul casei, pe o distanta de 4-6m, de la pereti, este hidroizolat cu un sandwitch de folii PVC si polistiren, asigura o zona de pamant uscat sub si imprejurul casei. Acest pamant USCAT este locul unde depozitati caldura pentru iarna urmatoare. In concluzie, daca aveti umezeala pe pereti inseamna ca nu ati construit corect si deci nu veti avea caldura iarna,

Locatia 

Daca v-ati decis sa construiti o asemenea casa atunci este foarte important sa gasiti un teren corespunzator.

In primul rand trebuie ca toata partea de la SE la SV sa nu aiba cladiri sau copaci care va pot obtura soarele de iarna. Ideal este ca terenul sa fie orientat N-S cu drumul de acces pe la Nord sau pe la Sud

Verificati cu mare atentie tipul solului. Daca este un sol fara drenaj natural (fara panta de scurgere) si mai grav daca este lutos, clisos si deci tine apa atunci abandonati aceasta locatie indiferent de alte avantaje. Un sol umed nu va putea stoca energie termica pentru cateva luni.

Ideal este un sol cu drenaj natural, (nisip, pietris, piatra) si panta cu directia de cadere relativ catre Sud. Sunt solutii de proiectare si pentru orice orientare a pantei daca unghiul acesteia nu este prea mare (vezi pagina "Alte Proiecte")

Amplasarea

Casa (peretele cu ferestre) trebuie sa fie orientata catre Sud cu o deviatie maxima de + 15˚.

Pentru a gasi Sudul puteti folosi mai multe metode dar in nici un caz busola. Nu uitati ca busola nu arata Nordul geografic ci pe cel magnetic care este foarte „plimbaret”.

Metoda 1: Cititi de pe internet ora rasaritului si cea a apusului de soare pentru ziua in care ati decis sa faceti trasarea fundatiei. Calculati cate ore si minute sunt intre aceste doua momente si apoi impartiti valoarea la doi. Adunati catul la ora rasaritului si veti obtine ora la care soarele este la jumatatea zilei si ca urmare umbra uni bat vertical, infipt in pamant, va indica exact directia N-S. Aveti grija sa obtineti orele LOCALE ale rasaritului si apusului pentru ca soarele rasare si apune cu o intarziere de multe minute la Timisoara fata de Constanta.

Metoda 2: Infigeti, dimineata, un bat (I) in pamant si bateti un tarus in locul unde se termina umbra batului (a). Luati o sfoara pe care o legati de baza batului si trasati pe pamant un semicerc cu o raza egala cu distanta bat - tarus. Asteptati pana dupa amiaza cand varful umbrei batului va atinge din nou semicercercul. Bateti un tarus in acest punct (b). Linia care trece prin punctele a si b va indica directia E-V . Este foarte important ca zona respectiva sa fie orizontala daca doriti o masuratoare corecta. Prelungiti aceasta linie pana la marginile de Est si de Vest ale terenului si bateti acolo alti tarusi. E bine sa aveti un reper dupa care sa puteti face verificari ulterioare avand in vedere ca tarusii de delimitare a fundatiei vor fi smulsi in timpul lucrarilor de excavatie, la fundatie.

MODELE DE CASE

a)     Complet ingropata. In jurul unei curti interioare descoperita, in stilul casei copilariei lui Luke Skywlker de pe planeta Tatooine (Star Wars IV). Este recomandabila numai pentru zone tropicale cu ploi putine.

b)    Partial ingropata. Plasata de obicei int-un deal, casa are numai peretele sudic expus. Din pacate este dificil de gasit un teren cu o panta inalta si cu orientare precisa catre Sud, ca sa nu mai vorbim de riscul alunecarii pamantului. Peisajul vazut din casa este incantator.

c)     La nivelul solului.  Casa este construita pe teren plat dar apoi se creeaza o biuta de pamant pe laturile Est Vest si Nord.  Costuri de escavare, constructie si izolare sunt minime.. Drenajul apelor pluviale poate  fi problematic. Acest inconvenient dispare daca terenul are o panta usoara, Daca panta este, aproximativ, catre Sud atunci beneficiati de toate avantajele tipurilor b) si c) si de nici unul dintre dezavantaje. 

MATERIALE DE CONSTRUCTIE

 a.  Lemnul – Desi am vazut asemenea case, iar materialul este mai ieftin, nu recomand folosirea lui. Pe langa faptul ca poate putrezi repede daca nu este foarte bine impregnat si hidroizolat, lemnul nu permite constructia unor camere mari datorita presiunii mari facute de pamant asupra zidurilor. Daca totusi doriti camere mari atunci ingrosati zidurile dar costurile suplimentare nu se mai justifica. Motivul cel mai important este insa, acela ca lemnul este bun izolator termic iar acest lucru este impotriva principiului fundamental de functionare a casei -  tranferul de caldura dintre casa si pamantul dimprejurul sau.

b.  Caramida, chirpici , BCA, paie sau cofraje din polistiren   -  fiind izolatoare au, din pacate, aceiasi problema ca si lemnul, sunt izolatoare si nu au masa termica suficienta

c.  Cauciucuri uzate umplute cu pamant batatorit.  O solutie excelenta pentru cei cu fonduri reduse sau cu  spirit ecologist. S-au construit, cel putin doua „orasele” si multe alte asemenea case izolate in America si in restul lumii. Daca dati o cautare pe net sau youtube dupa cuvantul „earthship” sau "Michael Raynolds" veti fi placut surprinsi sa descoperiti solutii incantatoare si ingenioase de a construi ecologic cu niste costuri incredibil de mici. Conceptul de „EarthShip” este foarte generos si presupune o casa care  asigura locatarilor tot ce au nevoie, (caldura, apa, electricitate si hrana), recicland toate deseurile si dejectiile menajere.  Un site romanesc interesant, pe aceasta tema gasiti aici. 
 Din pacate acest tip de constructie are patru dezavantaje :

1.                             Nu cred ca veti primi autorizatie de constructie pentru o casa facuta cu aceste materiale. Insusi arhitectul (Michael Raynolds) care a conceput acest tip de constructie, a trebuit sa se lupte multi ani pentru a se modifica legislatia constructiilor, si a reusit doar in cateva state din SUA, desi a beneficiat de sustinerea unor organizatii ecologiste (s-a facut si un film de lung metraj - Garbage Warrior).

2.                             Timpul de constructie si efortul fizic sunt mari. Va trebuie o conditie fizica buna si o echipa tanara de prieteni entuziasti pentru a ridica o asemenea casa.

3.                             Impozitul anual pe conststructie se calculeaza la suprafata exterioara a casei iar peretii va pot fura chiar si cativa zeci de metri patrati (inclusiv zidurile interioare).

4.                             Nu aveti prea multe optiuni de configurare interioara desi , in ultima vreme, am vazut proiecte frumoase si originale

d. Betonul armat  -   Desi nu este ecologic (fabricatie energofaga) este materialul ideal. Rapid de utilizat, cu o rezistenta foarte mare la presiuni laterale, cu un bun coeficient de transfer termic, inpenetrabil pentru insecte si rozatoare, inpermeabil (o simpla hidroizolatie este, totusi, recomandabila), si cu un bun comportament in mediu umed si in timp, betonul ramane materialul ideal pentru o asemenea casa in Romania, indiferent daca locatia este pe malul marii sau pe varf de munte. Betonul mai are si marele avantaj ca, putand stoca o mare cantitate de caldura, uniformizeaza temperatura interioara absorbind excesul de caldura din timpul zilei si radiind caldura pe timpul noptii.

 Sunt mai multe metode de a turna betonul pentru pereti:

         1. Cofraje metalice – daca aveti de unde sa le inchiriati impreuna cu o macara pentru manevrare sunt cea mai rapida varianta de lucru. Costurile mari pentru inchiriere, personal calificat, si o proiectare exacta (conform cu dimensiunile cofrajelor) sunt descurajante.

2. Cofraje din TEGO si rama de lemn  -  desi costurile de productie, instalare, ancorare si de achizitie a materialelor sunt mari, puteti recupera, apoi, placile de TEGO pentru a construi acoperisul. Timpul prea mare de lucru prin fragmentarea turnarilor (ar fi prea scump sa faceti cofraje pentru intreaga casa) este un inconvenient. Daca adaugati costurile mainii de lucru calificate si al inchirierii repetate a „elefantului” precum si slabiera rezistentei peretilor prin fragmentarea turnarilor, atunci nici aceasta optiune nu este fezabila pentru constructia unei singure case.

3. Cofraje din polistiren umplute cu beton armat  -  Din pacate polistirenul este izolator termic  si deci va bloca transferul de caldura cu pamantul din jurul casei.

4. Cofraje din boltari de beton  -  singurul dezavantaj este ca va trebui sa turnati o centura deasupra zidurilor si asta doar pentru ca in Romania nu am gasit boltari speciali pentru culmea peretilor. In rest, doar avantaje:

                   - Boltarii sunt tot din beton (cu toate avantajele acestuia) si vor ramane inglobati in pereti.

                   - Metrul cub de boltari este mai ieftin si decat cel de BCA.

                   - Aranjarea boltarilor se face ca la un joc de Lego. Nu este nevoie de mortar pentru imbinare (exceptand primul rand de la baza). Inainte de turnarea betonului, boltarii sunt tencuiti cu Multibat sau Temco (foarte dure si rezistente la umezeala) si plasa sau fulgi din fibra de sticla.

                   - Nu este nevoie de sprijiniri / ancorari pentru ca zidul se autosustine.

                   - Mana de lucru slab calificata  -  montarea simpla si apoi  alinierea „la sfoara” si „la boloboc” se face prin loviri usoare si nu este impiedicata de intarirea mortarului.

                   - Montarea usoara a instalatiei electrice, de apa si canalizare in interiorul peretilor (nu trebuie sapate santuri in tencuiala), inainte de turnarea betonului. Cu o masina rotopercutoare si o freza de 60mm veti putea da gauri perfecte pentru dozele electrice si tubulatura de scurgere a apei.. Pe masura ridicarii zidurilor, montati dozele, cu putin mortar, si trageti tuburile COPEX cu firele electrice. Aceste vin din placa (au fost puse acolo inainte de turnarea placii) pentru prize,  sau vor merge in sus, peste culmea peretilor, de la  intrerupatoare.

                   - Consum minim de tencuiala  -  Boltarii au suprafete netede iar daca au fost bine aliniati atunci este nevoie de doar 5 mm de tencuiala, suficient pentru a prinde si plasa din fibra de sticla.

                  - Montarea usoara a armaturilor orizontale  (pe masura ridicarii zidurilor) pentru ca boltarii au lacasuri speciale pentru barele de otel. Barele verticale se introduc pe sus, cand zidul a fost terminat.

                   - Turnarea „dintr-o bucata” a tuturor zidurilor se face rapid, ieftin (platiti o singura deplasare a „elefantului”),  si veti avea o structura foarte rezistenta datorita intaririi omogene a betonului.  Nu va temeti de explozia cofrajului in timpul turnarii pentru ca boltarii intariti cu Multibat si fibra de sticla alcatuiesc o structura incredibil de rezistenta. Am vazut pe net casa  la care s-a turnat beton doar in „coloane” de 20x20cm, din aproximativ, metru in metru, iar in restul boltarilor s-a indesat pamant.

Tuburi de ventilatie cu recuperare de caldura      .                             (EARTH TUBES)

O casa sanatoasa este o casa cu aer neviciat. Intr-o casa obisnuita trebuie sa aerisesti cate 10 – 15 minute, cel putin o data pe zi. . Pe langa faptul ca, intre aerisiri, aerul devine din ce in ce mai viciat, exista si perioade foarte reci sau foarte calde cand prin aerisire pierzi comfortul microlimatului interior si implicit energie. Solutia, unei aerisiri continue si ecomomice este utilizarea tuburilor ingropate, de ventilatie cu recuperare de caldura. Aerul trece prin tuburile ingropate adanc, lungi de minim 25m, In tipul iernii, aerul rece de afara ( de ex. -10˚C) se incalzeste de la pamantul din jurul tuburilor si intra in casa la o temperatura de 13˚C – 15˚C. In timpul verii, cand afara pot fi si 35˚C aerul ajunge in casa la o temperatura de 22˚C – 24˚C, lasand pamantului diferenta de energie pentru a fi stocata pentru iarna. Am folosit tuburi PVC cu diametru de 110mm (de canalizare) cu care am incojurat casa, langa fundatie, pe cele trei laturi ingropate. Aceasta amplsare are cateva avantaje importante:

a. Nu trebuie sapate santuri suplimentare

b.Iarna beneficiezi de un surplus de caldura pentru ca pamantul din jurul casei este mai cald.

c. Vara contribui cu o suplimentare a stocului se caldura pentru iarna.

Studiile au aratat ca materialul din care sunt facute tuburile are o importanta nesemnificativa in transferul de caldura dar, in schimb, costurile investitiei in tuburi metalice este semnificativ mai mare nemaivorbind de faptul ca PVC-ul nu oxideaza (rugineste).

Cei 25m de tub asigura transferul a aproximativ 70% din energie, eventual urmatorii 25m ar mai asigura transferul a inca 20% si nu isi mai justifica investitia..Explicatia e simpla : cu cat diferenta de temperatura intre aer si pamant este mai mica cu atat este mai slab transferul termic

Cu cat este mai mare diametrul tubului, cu atat mai mare este suprafata de contact cu pamantul si deci transferul energiei este mai rapid iar aerul circula mai usor. Trebuie gasit un echilibru intre valoarea investitiei, randamentul termic al instalatiei si volumul de aer necesar a fi reinprospatat. Tineti cont ca tuburile cu diametru mai mare au peretii mai grosi pentru a rezista presiunii pamantului deci ce se castiga prin suprafata mai mare de contact se pierde prin transfer termic mai prost . Din experienta proprie, dar si a altora, tuburile de 110mm , la 25m lungime sunt suficiente cate unul pentru o camera de maximum 50mc. Folosirea tuburilor cu diametru mai mare are avantajul ca folositi un singur tub pentru intreaga casa iar aerul poate fi distribuit numai in camerele folosite pe monent. Restul camerelor nu vor fi ventilate dar nici nu vor pierde din caldura pentru a aduce aerul proaspat la temperatura confortabila, pe timpul iernii. Desi sunt fumator inrait, iar iarna astup partial aceste tuburi, in fiecare dimineata nici nu se simte mirosul de fum de tigara in casa. In gura de acces spre camera am montat ventilatoare de 15W cu un diametru foarte apropiat de cel al tubului dar le-am folosit doar de 3-4 ori pe timpul verii (cate 5 minute la o ora)pentru ca faceau un zgomod sesizabil in timpul noptii iar temperatura scadea prea mult noaptea (sub 18˚C) si ne trezeam dardaind de frig. Anul acesta le voi inlocui cu niste coolere de procesor (5V, 3W) pentru zilele foarte fierbinti pentru ca in restul timpului curgerea naturala a aerului a fost suficienta. Cand montati tuburile trebuie sa tineti cont de cateva elemente esentiale :

1. Asigurati o panta continua a tuburilor de la cel mai inalt punct , la intrarea in camera, pana la cel mai jos punct, la gura de acces catre exterior. Aceasta directie a pantei va asigura si o curgere naturala a aerului pe timpul iernii dar va permite si scurgerea condensului ce se formeaza in interiorul tubului, pe timpul verii. Daca nu puteti asigura o panta continua, atunci gauriti tubul in punctul de flexiune panta – rampa, pentru a lasa sa se scurga condensul. Gaura trebuie infundata cu o bucata de burete pentru a nu permite intrarea pamantului in tub. In zona de sub gaura trebuie sa puneti balastru si nisip pentru o drenare rapida a apei scurse.
2. In timpul montarii tuburilor, lasat in interior un fir de guta (ata de pescuit) foarte groasa ce va iesi prin cele doua guri de acces ale tubului. Aceasta guta va va permite sa curatati si sa dezinfectati tubul, din cand in cand, prin tragerea unui burete inmuiat in otet (sau alt dezinfectant). In interiorul tubului se poate forma o flora nesanatoasa de mucegaiuri datorita umiditatii si intunericului iar aerul ce patrunde in casa va fi plin de spori de mucegai si cu un miros urat.
3. 

   Evitati coturile de 90 de grade pentru a nu vi se bloca buretele in tub.Folositi 2 coturi de 135 grade  -  montate in serie veti obtine un unghi de 90 grade
4. Folositi acelasi diametru de tub, de la un capat la altul, pentrua a putea curata tubul in intregime.
5. Fixati niste capace cu plasa fina la cele doua extremitati ale tubului pentru a evita intrarea si cuibarirea insectelor sau rozatoarelor.
6. Gura de acces din exterior trebuie sa fie inclinata si la o inaltime de cel putin 30cm fata de sol pentru a nu lasa sa intre apa ( zapada sau picaturile de ploaie) in tub.
7. In cazul folosirii mai multor tuburi (cate unul pentru fiecare dormitor) , nu le amplasati la o distanta mai mica de 40 – 50 cm, unul fata de altul deoarece pamantul din jurul tuburilor trebuie sa-si refaca energia termica de la pamantul aflat mai departe.

Pentru a avea o recuperare mai buna a caldurii, pe timpul iernii, se poate folosi principiul „nasului de camila” . Prin acelasi tub se poate face, alternativ, „inspirarea” aerului proaspat cat si „expirarea” aerului viciat. Avantajul este ca aerul evacuat va lasa pamantului din jurul tubului, o parte din caldura sa, caldura ce va fi preluata, suplimentar, de aerul ce intra in casa. In acest caz va trebui sa montati un ventilator cu schimbare de sens si o mica instalatie de automatizare. Nu folositi ventilatoare prea puternice ( coolere de calculator sunt perfecte) pentru ca daca aerul se misca prea repede atunci transferul de caldura este insuficient. In toate cazurile, utilizarea ventilatoarelor nu se va face in mod continuu ci „in salve” pentru a lasa timp pamantului din jurul tuburilor sa-si echilibreze temperatura cu pamantul mai indepartat.

Ventilatia fortata are avantajul ca poate fi pornit seara si dimineata, pe timpul verii, cad temperatura exterioara este mai mica si in timpul zilei, iarna, cand temperatura exterioara este mai mare si deci nu implica un consum mare din stocul de caldura. In restul timpului poate functiona ventilatia naturala Micul dezavantaj este ca motoarele, priza programabila si consumul de energie costa. Este bina sa prevedeti din timpul constructiei un circuit electric separat.

Daca terenul pe care construiti este prea mic si, din diferite motive, nu puteti ingropa tuburile in jurul fundatiei atunci mai exista si aceasta solutie.
Avantaje: 1.  tuburile de beton au o suprafata foarte mare de contct cu pamantul si deci aerul dinauntru va ajunge repede la temperatura de 10-12C, iarna, si 15-20C, vara, chiar daca veti trage un volum mare de aer.
2.  un singur put poate asigura aer pentru intreaga casa via o cutie de distributie cu care puteti dirija aeru numai catre incaperile care trebuie aerisite / racorite / incalzite
 Dezavantaj: Vara se poate forma condens  pe peretii tuburilor si deci pericol de formare a mucegaiului. In fiecare toamna trebuie deschis putul si curatat / dezinfectat / uscat. Daca aerul ar intra, intai, printrun condensor  atunci se poate ruduce mutl din umezeala interioara. Cred ca un radiator de camion (de la fiare vechi sau cimitirul de masini) ar fi satisfacator.Apa, din condens, se scurge, printrun furtun, spre gaura din fundul putului.
Tuburile trebuie asezate pe un pat  gros de nisip si pietris. Pe fundul putului se toarna beton pentru a nu permite radonului sa intre. Se face o gaura de 10-15mm in beton pentru scurgerea excesului de condens

O alta varianta ar fi amplasarea putului sub casa unde ar beneficia de un pamant inconjurator uscat si ar contribui la alimentarea eficienta a depozitului anual de caldura.
Ideal ar fi sa fie amplasat cat mai aproape de un perete exterior pentru ca tubul ce aduce aer, din exterior, sa nu traverseze pe sub camere si deci sa raceasca sau sa incalzeasca casa cand nu trebuie. Amplasat sub o scara  ar putea masca trapa de acces si cutia de distributie a aerului catre incaperi. La aceasta varianta puteti monta 2 tuburi pentru extragerea aerului din put. Unul scurt, utilizabil iarna, pentru aspirarea aerului mai cald din varful putului si unul lung, utilizabil vara, pentru extragerea aerului rece de la baza putului. Daca aveti chef sa coborati in put de doua ori pe an atunci folositi un singur tub la care adaugati sau scoateti un prelungitor

Pereti solari (trombe walls)

Peretele sudic al casei trebuie folosit la maximum pentru a capta si stoca cat mai mult din caldura soarelui, pe timpul iernii. Principial, peretele solar este identic cu un panou solar clasic, doar ca nu are tevile pentru apa iar spatele panoului este chiar zidul de beton, vopsit in negru. 

Daca ferestrele capteaza caldura doar in timpul zilei, peretii solari devin fierbinti abia catre sfirsitul zilei deoarece caldura se acumuleaza si se transfera incet in masa mare de beton. Important este ca vor radia caldura toata noaptea similar cu o soba mare de teracota. Daca veti gasi echilibrul intre suprafata ferestrelor si cea a peretilor solari atunci veti beneficia de un climat interior cu diferente mici de temperatura de la zi la noapte. 

Daca dimensionati corect lungimea stresinilor dinspre Sud atunci razele soarelui vor atinge peretii solari abia la sfarsitul lui August. Cate o rama cu plasa (de tantari) detasabila, vopsita cu lavabil, vor obtura razele solare primavara si toamna, astfel incat peretii solari sa nu se incalzeasca. cand, in casa, e suficient de cald

   

In stanga se vede plasa vopsita cu lavabil alb

In dreapta este rama cu plasa de tantari

Suprafata prin care intra razale soarelui este recomandabil sa fie geam dublu termopan. Nu va recomand sa folositi policarbonat ( am facut greseala asta si a trebuit sa-l inlocuiesc) sau geam simplu pentru ca o mare parte din caldura acumulata in timpul zilei se va pierde in noaptea geroasa. Daca doriti o incalzire mai rapida a casei, dimineata, atunci puteti face 2 gauri in perete, cu diametru de minim 110mm, una la baza si una la varful peretelui solar (eu am gaurit doar boltarii si am plasat cate o bucata de tub inainte de a turna betonul in pereti). Intre geam si peretele de beton trebuie sa existe un spatiu de minim 5cm pentru circulatia aerului. Aerul incalzit se ridica si va intra, in camera, prin gaura de sus. In acelasi timp aerul mai rece din camera va intra, prin gaura de jos in peretele solar. Se formeaza astfel un circuit care functioneaza natural atat timp cat soarele bate in peretele solar. Va trebui sa puneti o supapa de sens, la gaura de jos, pentru ca, altfel, in timpul noptii, cand afara este mai frig decat in casa, sensul circuitului de aer se va inversa si vi se va raci camera. Nu va temeti de o supraincalzire a camerei pentru ca peretii de beton vor prelua si vor stoca, relativ repede, cea mai mare parte din caldura .  .Acest circuit suplimentar de incalzire are sens doar daca suprafata ferestrei este prea mica pentru a incalzi camera pe timpul zilei.

 De fapt un perete solar poate fi considerat si o camera cu podeaua placata cu gresie neagra (culoare inchisa). O fasie de gresie alba trebuie pusa langa peretele sudic astfel incat razele solare care patrund in casa la sfarsitul si inceputul verii sa nu incalzeasca excesiv camera.. Latimea fasiei se calculeaza la un unghi de 40-50 grade intre podea si varful stresinei. 
 
Gresia se poate aranja dupa gustul si imaginatia fiecaruia in forma de fasie sau contur (imitatie de covor) Culorile nu sunt obligatorii alb-gri-negru iar cei cu rabdare si talent pot face adevarate opere de arta folosid mozaic sau spartura de gresie

Daca aveti o camera suficient de lunga atunci puteti face, in dreptul ferestrei, un "canal" (deasupra sau la nivelul podelei) suficient de lat pentru a creste plante. Apa de la chiuvete poate fi deviata printrun filtru de nisip si apoi sa curga pe fundul "canalului" pentru udarea plantelor. Excesul de apa va iesi, printrun sifon, si se va scurge in canalizare sau direct afara. 

 Pentru detalii studiati constructia unei case tip "earthship".
 http://milieukontakt.mk/?p=1207





 

Tot de la EarthShips puteti fura si ideia folosirii unei sere pe tot peretele sudic. In aceasta toamna (2013) imi voi construi si eu o astfel de sera pentru a reduce pierderile de caldura   Aici pot cultiva capsuni timpurii iar in partea centrala (mai lata) pot pune o masuta cu scaune si pot tine un lamai sau un smochin. Intrun earthship am vazut, chiar, un banan pitic sau pepeni (nu e cazul la clima noastra)

Cei care au casa deja construita si, eventual, nu au un perete orientat direct catre Sud, pot construi panouri solare cu aer cald amplasate langa casa sau pe acoperis

 Ferestrele

Impreuna cu peretii solari, ferestrele sudice au un rol foarte important  in ridicarea temperaturii interioare pe timpul iernii. Un raport mai mic de 1:3 intre suprafata ferestrelor si suprafata panourilor solare va duce la o incalzire mai puternica si mai rapida a casei pe timpul zilei dar si la o racire mai rapida pe timpul noptii sau in zilele reci si innorate pentru ca geamul, chiar si triplu, are pierderile cele mai mari fata de restul elementelor casei. Daca raportul este intre 1:3 si 1:4 atunci temperatura zi / noapte se mai uniformizeaza  si puteti tinde catre consum zero de lemne  pe timpul iernii. In figura din stanga se vede o solutie de marire a cantitatii de caldura solara primita printro fereastra. Prin montarea a doua obloane orizontale acoperite cu folie de aluminiu se poate mari cu peste 50% cantitatea de raze solare ce patrund in casa sau altfel spus creiam o fereastra virtuala mai mare cu 50% decat fereastra reala fara a afecta suprafata peretilori solari. Pe timpul noptii, obloanele se inchid si vor crea astfel un strat de aer izolant, suplimentar care va reduce pierderile prin ferestre (puteti captusi foaia de placaj cu polistiren de 2cm pentru o mai buna izolare termica). Pe timpul verii, obloanele nu vor mai reflecta razele in casa pentru ca soarele are un unghi de azimut mai mare si in plus, se pot folosi in caz de furtuna sau ca protectie antiefractie Daca , totusi va deranjeaza atunci  se pot demonta si pastra intro magazie pe timpul verii

   

INCALZIREA DE REZERVA

 

 

 

Suplimentar, o bolta de vita de vie va face suficienta umbra, primavara, vara si toamna, astfel incat casa  si terasa sa nu se supraincalzeasca. Iarna frunzele cad si lasa razele solare sa patrunda in casa
In fotografii se vede o bolta inca tanara dar peste un an va fi suficient de deasa  ca sa faca o umbrire suficienta si struguri buni toamna. . Cand va apucati de casa puneti si suficienti butasi de vie la "scoala", intrun colt de gradina, astfel incat in primavara urmatoare sa plantati via

 

Mai mult ca sigur, ca in primele 3-4 ierni, veti avea nevoie de un sistem de incalzire clasic, in special in perioadele reci si innorate de la sfarsitul lui Februarie cand stocul de caldura din pamant s-a epuizat prea devreme. Incalzirea se poate face electric sau cu lemne. Puteti folosi, dupa gustul fiecaruia, o soba de teracota, un godin sau, mai spectaculos, un semineu. Idiferent ce veti folosi, este important sa amplasati sursa de caldura cat mai aproape de centrul geometric al casei pentru a se putea distribui caldura catre toate incaperile. Daca optati pentru varianta semineului, va propun o modalitate de a recupera o parte din caldura fumului evacuat.

Pe stalpul de rezistenta am prins (cu distantiere) cosul de fum (metalic) ce vine de la semineu, Tot ansamblul  cos + stalp a fost imbracat cu rigips termorezistent. Intre peretele dreptunghiular de rigips si cosul rotund exista un spatiu liber prin care poate circula aerul. Daca la baza montati un ventilator iar langa tavan decupati rigipsul  si montati niste grile de ventilatie atunci aerul impins de ventilator va prelua din caldura cosului si va iesi prin grilele de sus de unde un ventilator de tavan il va raspandi in casa. Logic pare ca ar trebui sa inversati locatia ventilatorului cu a grilelor pentru elimina ventilatorul din tavan.  Sunt doua motive pentru care am ales aceasta amplasare:
1.  ventilatorul din tavan  este folositor si vara
2. Daca porniti focul in semineu dar uitati sa porniti ventilatorul (care ar fi amplasat sus) atunci aerul incalzit de cos are tendinta naturala sa urce si va poate topi sau arde ventilatorul. Chiar daca ati monta un termostat (de incubator) care sa porneasca ventilatorul, tot exista acest pericol daca nu aveti curent o perioada . Iarna, mai vine cate un viscol care rupe, pe undeva, niste fire de curent.
Daca inlocuiti grilele de sus cu niste tuburi de cos (tabla zincata, d=100mm ) atunci puteti impinge aer fierbinte in dormitoare. Cel mai bine este, sa amplasati aceste tuburi in timpul constructiei casei astfel incat sa fie mascate in pereti / acoperis
Deasupra semineului am montat 2-3 grile pentru a permite incalzirea si circulatia naturala a aerului prin jurul focarului. 

Toate casele vazute de mine aveau un sistem de incalzire de rezerva.  Dupa o viata petrecuta intr-o casa obisnuita, trebuie sa ai o incredere oarba in acest sistem ca sa risti sa nu ai nici un fel de rezerva pentru incalzire. Unii si-au pus cate un godin in fiecare camera, investitie care s-a dovedit ,ulterior, inutila.


COMPORTAMENTUL CASEI IN TIMP

In primul an am facut focul prima data pe 2 Decembrie si ultima data pe 15 Martie dar nu am incalzit toata casa si au fost destule nopti cand am dormit imbracati cu treninguri

 In al doilea an am facut focul prima data pe 11 Decembrie si ultima data pe 5 Martie.

In al treilea an am facut focul prima data pe 18 Decembrie si ultima data pe 22 Februarie dar am dormit imbracati cu un tricou subtire si inveliti cu aceiasi pilota pe care o folosim tot anul

 Intre 2012-2013 am avut o iarna foarte blanda dar extrem de noroasa si lunga. Incepand cu 7 Noiembrie , pana la 29 Martie am avut doar 23 de zile cu soare din care doar jumatate au fost complet insorite. La sfarsitul lui Martie am avut un viscol care, timp de cateva zile a blocat circulatia pe unele drumuri. Desi temperatura medie a iernii calendaristice a fost mai ridicata, comparativ cu alti anii, lipsa luminii solare directe m-a obligat sa consum mai multe lemne decat in anul anterior in care au fost faimoasele geruri si viscole ce acoperisera satele cu pana la 6m de zapada

In pagina urmatoare  - Fazele constructiei