Cum construiești o casă care economisește energie și bani?

Ce înseamnă case nZEB, pasive sau eficiente energetic?

Dacă plănuiești să construiești sau să renovezi o locuință, ai auzit probabil de case pasive, nZEB sau eficiente energetic. Dar ce înseamnă exact aceste concepte și de ce sunt ele importante?

Hai să le luăm pe rând. Deși toate se referă la reducerea consumului de energie, fiecare concept are particularitățile sale.

Casa eficientă energetic nu definește un standard anume, adică nu impune un anumit prag de consum minim. Aceasta este o expresie adesea folosită pentru a indica că ne dorim o casa care să fie ”atentă” cu energia pe care o consumă, respectiv să aibă un consum redus de energie datorat unor măsuri de eficiență energetică ce vor să scadă consumul și să crească confortul. 

Casa nZEB vine de la traducerea din engleză a ”nearly zero energy building”, sau în alte cuvinte, clădire aproape de zero energie. O casă nZEB presupune atât reducerea risipei de energie cât și posibilă generare de energie pentru satisfacerea consumului local. Conform normelor adoptate în România , pentru ca o casă să poată fi certificată ca nZEB aceasta trebuie să aibă un consum de energie primară maxim cuprins între 120,1 și 147,9 kWh/m²/an, în funcție de zona climatică, iar începând din 2021 orice clădire nou construită în România trebuie să îndeplinească unele cerințe pentru a fi certificată nZEB. 
Deci ce trebuie, mai concret, să îndeplinească o clădire pentru a fi NZEB?

 1 (Metodologie de calcul al performanței energetice a clădirilor, indicativ Mc 001-2022)

  • Să dețină sau să aibă acces la mijloace de producție de energie, întrucât o cerință specifică nZEB este ca minim 30% din energie să fie din surse regenerabile locale (sau în apropiere pe o rază de 30km).
  • Să fie construită cu materiale și ferestre cu izolație termică ridicată. Materialele de construcție, în special cele de izolație termică, cât și ferestrele trebuie să asigure anumite valori minime ale rezistenței termice aferente suprafețelor exterioare ale clădirii.
  • Să aibă montate instalații de climatizare și ventilare moderne și alese potrivit pentru fiecare situație în parte, care să asigure confortul termic al locatarilor, dar și prospețimea aerului pe care îl respiră. Soluția optimă în acest sens este ventilarea cu recuperare de căldură care printr-un consum permanent de 100-200W (echivalent cu al unui laptop) poate reduce cu până la 25% necesarul de energie pentru încălzirea locuinței. Aceste sisteme vor putea beneficia de energia produsă din surse locale (vezi punctul 1) astfel, casa va beneficia de o cantitate semnificativă de electricitate care poate scădea facturile mai drastic decât livrarea acesteia în rețea. 
  • Să fie foarte bine etanșată, fără fisuri prin care poate ieși căldura. Etanșeitatea este călcâiul lui Ahile în cazul tuturor clădirilor eficiente energetic. O clădire trebuie să fie indiscutabil etanșă, fără crăpături, goluri sau fisuri prin care să se piardă permanent energie. Verificarea acestui aspect se face cu un test de etanșeitate numit „blowerdoor”, care folosește o ușă suflantă, ce simulează condiții similare unei furtuni puternice pentru a evalua performanța clădirii. Pentru prevenirea acestei probleme, se utilizează materiale precum membrane, folii, benzi de etanșare și bariere de vapori profesionale.

Implementarea acestor soluții poate crește prețul locuinței cu 20-30%. Totuși acest cost mai mare inițial va aduce beneficii, atât materiale cât și la nivel de confort, pe termen lung.

Casa pasivă trebuie să aibă un consum mai mic, de maxim 15 kWh/m²/an pentru încălzire și răcire și maxim 60 kWh/m²/an de energie primară pentru încălzire, prepararea apei calde și energie electrică. Cerințele pentru o casă pasivă sunt definite de Passivhaus Institut și reprezintă un standard mult mai ridicat și detaliat de eficiență energetică față de minimul legal nZEB. Pentru cineva care vrea să crească gradul de performanță al clădirii până la a avea facturi aproape 0, standardul de casă pasivă reprezintă un cadru bun. Nu vom intra în detaliile tehnice ale unei case pasive pentru că acestea sunt destul de complexe și depind foarte mult de contextul specific al locuinței. Totuși putem să înțelegem casa pasivă ca fiind un pas mai avansat al casei nZEB.

Din ce este construită o casă eficientă energetic?

Acum că am trecut prin caracteristicile care definesc casele nZEB, să ne uităm mai în detaliu la elementele centrale care au un impact major asupra eficienței energetice. Aceste elemente trebuie luate în calcul atât în cazul construcției unei case noi cât și în cazul renovării.

Fundația 

Sunt două caracteristici importante de avut în vedere când vorbim despre fundație: izolația termică și impermeabilitatea. 
Fundația unei clădiri poate fi izolată termic în funcție de modul în care este construită, iar în practică întâlnim două situații principale:

  • Când pereții casei pornesc direct din fundație, este necesar ca izolația să acopere inclusiv partea aflată sub nivelul solului.
  • În cazul construcțiilor din lemn, ridicate pe piciorușe sau grinzi, fundația este separată de casă printr-un strat de aer. În acest caz, se izolează planșeul de la baza casei, pentru a menține confortul termic și a permite ventilarea corectă a structurii.

În general, pentru termoizolarea fundației pot fi utilizate diverse materiale, însă în zonele cu umiditate crescută (precum soclul sau partea îngropată a fundației), cel mai recomandat este polistirenul extrudat, datorită rezistenței sale la apă.

Când vorbim de hidroizolare, este esențial să ne asigurăm că structura este impermeabilă. Umiditatea la nivelul fundației poate afecta grav confortul, eficiența energetică și chiar stabilitatea casei. Infiltrațiile în lemn pot duce la putrezire și deteriorarea întregii structuri.
Astfel deoarece betonul este poros și nu oferă protecție împotriva apei, este necesar să se aplice o barieră de protecție care să oprească ascensiunea apei către pereți de la fundație.Lipsa acestei bariere este unul dintre motivele apariției igrasiei în casele vechi.

Pentru a preveni acest risc, se folosește un strat de rupere al capilarității, care blochează infiltrarea apei din sol în structura clădirii. Acesta poate fi realizat din folii speciale, membrane lichide sau materiale inovatoare precum sticla celulară, un material sustenabil care oferă atât izolație termică, cât și protecție împotriva umezelii.

Structura 

Structura unei case poate fi clasificată în două tipuri principale: ușoară și grea, în funcție de densitatea materialelor folosite.

Structura ușoară este realizată de obicei din lemn, un material cu excelente proprietăți termoizolante și greutate redusă, ceea ce reduce costurile de transport și timpul necesar montajului. De asemenea, are o amprentă de carbon negativă, cu condiția ca lemnul să fie certificat FSC, ceea ce garantează că provine din păduri gestionate responsabil. Riscul la care ne gândim cu toții când vine vorba de construcții din lemn este cel de incendiu, însă producătorii serioși de astfel de structuri le tratează corespunzător încât să le certifice cu teste care demonstrează reacția la foc, unde minimul de rezistență este denumit REI30, însemnând că pentru 30 minute de la începerea unui foc structura nu se prăbușește, nu permite trecerea fumului, gazelor și nici a căldurii.

Protecția împotriva umezelii este la fel de importantă. Pentru a preveni eventuale infiltrații ce pot duce la putrezirea lemnului. Lucrul acesta se realizează din straturile clădirii, care trebuie să conțină materiale permeabile la vapori de apă, astfel încât casa să poată „respira” și în același timp să protejeze structura la intemperii. Astfel sunt recomandate folii de vapori care previn condensul, hidroizolații permeabile la vapori, termoizolație de vată bazaltică, lână, fibră de lemn și alte materiale asemănătoare.

Structura grea, specifică construcțiilor tradiționale din beton, BCA sau cărămidă, are ca principal avantaj masa termică mare. Aceasta ajută la menținerea unei temperaturi stabile în interiorul locuinței, păstrând căldura iarna și răcoarea vara pentru mai mult timp.

Izolația termică

Cea mai importantă zonă care trebuie izolată într-o locuință este acoperișul. Fiindcă aerul cald se ridică, prin acoperiș se pierd cele mai mari cantități de căldură. După acoperiș, urmează pereții exteriori, care joacă și ei un rol esențial în eficiența energetică.

Cele mai folosite trei tipuri de materiale pentru izolare termică sunt polistirenul, vata de sticlă sau vata bazaltică. Proprietățile termice ale acestora sunt foarte apropiate, vata bazaltică însă mai introduce avantajele de izolare fonică, rezistență la foc și permeabilitate ridicată la vapori, care practic permite un transfer echilibrat al umidității evitând formarea igrasiei. Prețurile acestor materiale sunt similare, însă costurile manoperei reprezintă o provocare, deoarece multe echipe de montaj sunt obișnuite să lucreze cu polistiren. 

Alte materiale care se folosesc destul de des în piață sunt celuloza suflată, pentru care avem producători în România, și fibra de lemn care este populară mai ales în țări precum Elveția, Austria, Germania. Există numeroase alternative materiale sustenabile, datorită faptului că izolația termică poate fi făcută din aproape orice, inclusiv alge marine sau textile. 

Rolul materialului termoizolant este să blocheze convecția aerului, fiindcă de fapt aerul este campionul în clasamentul izolației termice, cu condiția să fie static. De aceea materiale precum aerogelul (un material ce seamănă cu un norișor făcut peste 98% din aer) sunt foarte eficiente.
Din aceste materiale mai puțin cunoscute ar merita să evidențiem lâna, datorită abundenței acesteia în România și existenței de producători locali care au început să o preia și transforme în plăci sau role asemănătoare cu vata bazaltică. Astfel lâna devine o soluție ideală din toate punctele tehnice de vedere: sustenabilă, bună izolatoare termic, regulatoare de umiditate și nu în ultimul rând ignifugă.

Indiferent de materialul ales este esențială verificarea certificatelor care dovedesc performanțele și siguranța acestuia, pe care le putem obține de pe site-ul producătorului sau contactându-l direct.

Tâmplăria

Mai important decât tipul tâmplăriei (lemn, PVC, aluminiu etc.) este modul în care aceasta este montată și etanșată. Chiar și cele mai performante ferestre își pierd eficiența dacă sunt montate incorect. Defectele de montaj pot crea așa-numitele „punți termice” – zone prin care căldura se pierde rapid. Acestea se găsesc predominant la intersecția elementelor constructive (de pildă unde pereții se unesc cu planșeul), a mai multor materiale diferite sau execuții defectuoase din timpul montajului, toate fiind practic discontinuități prin care energia, conform principiilor fizicii, preferă să “scape”, precum prin fisura dintr-un rezervor de combustibil.

Concluzii: de unde începi? 

De aceea, este important ca fiecare etapă a construcției să fie bine planificată și realizată cu grijă. Informațiile prezentate până acum pot părea multe, dar ele trebuie parcurse pas cu pas.

Cu răbdare și implicare, rezultatul va fi o locuință confortabilă, eficientă energetic și cu costuri reduse pe termen lung – un spațiu în care merită să ne petrecem cea mai mare parte din viață.

În cei 12 ani de activitate în care am proiectat și construit 3 case eficiente energetic cu care am concurat împotriva unor universități internaționale de top în cadrul celei mai mari competiții din lume de case pasive, Solar Decathlon, am urmat același proces din 5 pași de fiecare dată:

  1. Reducerea necesarului de încălzire/răcire prin metode pasive (neconsumatoare de energie)
  2. Reducerea necesarului prin metode active,
  3. Alegerea echipamentelor eficiente,
  4. Acoperirea consumului redus cu surse regenerabile,
  5. Optimizarea prin automatizare.

Primii patru pași reduc direct consumul anual de energie pe metru pătrat, esențial pentru a atinge standarde apropiate de cele ale caselor pasive. Un consum redus face costurile cu utilitățile neglijabile chiar și în contextul scumpirii energiei.