Sử dụng bơm nhiệt sưởi ấm sàn nhà và không gian nhà bạn

Ngôi nhà xanh này sẽ tự sưởi ấm bằng công nghệ bơm nhiệt

Đối với tất cả các giải pháp phức tạp được đề xuất để giảm sử dụng năng lượng tòa nhà, Simon Hare có một dự án để chứng minh sức mạnh của sự đơn giản trong các tòa nhà xanh.

Nhà thiết kế xây dựng đầu năm nay đã bắt đầu xây dựng lại một ngôi nhà tranh năm 1850 tại khu phố Roxbury Crossing lịch sử của Boston để có hiệu quả năng lượng đến mức nó sẽ không cần sưởi ấm cơ học.

Công trình của ông được lấy cảm hứng từ tiêu chuẩn Nhà thụ động, dựa trên bộ nguyên tắc xây dựng những ngôi nhà tiết kiệm năng lượng bắt nguồn từ Đức vào cuối những năm 1980. Nhưng Hare có một mục tiêu khác: cho thấy rằng những ngôi nhà năng lượng bằng không, hoặc rất thấp, nằm trong tầm tay của các chuyên gia xây dựng hàng ngày.

Cách tiếp cận của Ngôi nhà thụ động là rất công nghệ, mà tôi nghĩ là gót chân Achilles của nó, nó hấp dẫn những người đam mê nhưng không phải là giáo dân, người xây dựng giáo dân, xông Hare nói đứng trong ngôi nhà đã hoàn thành vào tháng trước. Chúng tôi có thể chứng minh rằng chúng tôi có thể làm điều này mà không cần thuê chuyên gia tư vấn và sử dụng phần mềm để thực hiện mô hình năng lượng. Chúng tôi chỉ sử dụng quy tắc ngón tay cái và tiền lệ.

Dự án Pratt House là một ví dụ về phong trào đang phát triển trong ngành xây dựng. Với mối quan tâm ngày càng tăng về môi trường và năng lượng, các nhà xây dựng và kiến trúc sư đang nghĩ ra những cách để cắt giảm đáng kể việc sử dụng năng lượng trong nhà của người dân, cho cả xây dựng mới và trang bị thêm. Tại Hoa Kỳ, tất cả các tòa nhà chiếm khoảng một nửa lượng khí thải nhà kính, theo Hội đồng Công trình Xanh Hoa Kỳ.

Một cách tiếp cận công nghệ cao hơn đối với các ngôi nhà siêu hiệu quả có thể là các hệ thống điều khiển tối ưu hóa các hệ thống cơ khí gia đình, như sưởi ấm và chiếu sáng, hoặc các thiết bị đáp ứng nhu cầu có thể tận dụng.

Ngược lại, nhiều nhà xây dựng như Hare đang bắt đầu từ mặt đất bằng cách thực hiện các bước để giảm tải năng lượng mà một ngôi nhà cần phải hoạt động. Trong thực tế, điều đó có thể giúp xây dựng một tòa nhà kín gió với nhiều thiết bị cách nhiệt và tiết kiệm năng lượng.

Khi bạn thêm năng lượng phân tán, chẳng hạn như các tấm pin mặt trời cho nước nóng và điện, vào một ngôi nhà kín và cách nhiệt, chủ nhà có thể cắt giảm đáng kể các hóa đơn tiện ích và có khả năng sử dụng năng lượng bằng không. Theo hướng dẫn của Nhà thụ động, chẳng hạn, có thể giảm mức sử dụng năng lượng từ 60% đến 70% và giảm 90% tải nhiệt.

Dự án Hare sườn ở Roxbury, nơi tình cờ là ngôi nhà của gia đình anh, khởi nghiệp như một trang bị thêm. Tòa nhà, nơi từng là xưởng của một tay súng thế kỷ 19, đã bị bỏ hoang trong 20 năm trước khi ông có được nó. Sau khi xây dựng bắt đầu, phi hành đoàn tại công ty của ông, Placetailor, đã phát hiện ra các vấn đề nghiêm trọng về cấu trúc và ngôi nhà bị phá hủy và xây dựng lại với cùng kích thước.

Kể từ khi nó xây dựng một công trình mới, họ có thể đặc biệt cẩn thận với việc niêm phong không khí. Khung của ngôi nhà được xây dựng bằng các tấm cách nhiệt cấu trúc, đó là các lớp xốp cách nhiệt 12 inch được kẹp giữa hai tấm gỗ dán.

Một lớp bọt cách nhiệt cứng một inch trên các bức tường bên ngoài mang giá trị r (thước đo cách nhiệt) lên 50, gấp nhiều lần so với một ngôi nhà thông thường. Các khớp nối giữa các khối xây tường và sàn được dán hoặc phun bọt để làm cho tòa nhà kín khí hơn.

Hare đã mượn một máy phun sương từ một DJ địa phương trong hai lần kiểm tra cửa thổi để xem không khí thoát ra khỏi tòa nhà, xem nó từ bên ngoài và từ tầng hầm. Nhiều điều chỉnh đã làm cho ngôi nhà rất chặt chẽ với 0,6 không khí thay đổi một giờ, mà đối với một tòa nhà có kích thước chuyển thành 60 feet khối mỗi phút.

Trong một vòng xoắn bất thường, sàn nhà được làm bằng bê tông và các bức tường bên trong cũng sẽ được làm bằng vật liệu tương tự. Vật liệu đó hoạt động như một khối nhiệt của người Hồi giáo, có thể giữ nhiệt trong mùa đông hoặc hấp thụ nhiệt từ không khí vào mùa hè để duy trì khí hậu thoải mái, Hare giải thích. Bằng cách thêm các tấm pin mặt trời, Nhà Pratt có thể dễ dàng trở thành một ngôi nhà không có năng lượng thuần, ông nói.

Mặc dù nó hiếm khi được thực hiện, nhưng các nhà xây dựng đã chuyển đổi những ngôi nhà hiện có thành những tòa nhà siêu kín này trong nhiều thập kỷ. Một cách là đặt tấm cách nhiệt cho tấm xốp trên tường và mái nhà bên ngoài trong khi một lựa chọn khác là phun bọt cách nhiệt lên bên ngoài và thêm lớp vỏ trên lớp đó.

Thêm vào đó lớp cách nhiệt bên ngoài là trả trước đắt tiền và, trong thực tế, khó khăn khi xử lý các cửa sổ, cửa ra vào và xem xét thoát nước. Nhưng một rào cản lớn hơn đối với những ngôi nhà được niêm phong tốt hơn chỉ đơn giản là quán tính do hầu hết các nhà thầu đều không chú ý đến cách không khí lưu chuyển trong các tòa nhà.

Hare Những điều cơ bản là đơn giản, rất nhiều vật liệu cách nhiệt, một tòa nhà rất chặt chẽ và thiết bị hiệu quả, Hare nói. Tuy nhiên, một đội xây dựng thông thường sẽ nhanh chóng dựng lên một bức tường và không bao giờ dừng lại để suy nghĩ về việc hàn kín các vết nứt và để lại những nơi mà bạn muốn không khí đi qua.

Những ngôi nhà cực kỳ kín khí cần một máy thở phục hồi nhiệt mang lại không khí bên ngoài một cách cơ học, trong khi làm nóng không khí khi nó đi vào.

Dặm cho mỗi gallon cho ngôi nhà

Song song với việc thúc đẩy các ngôi nhà hiệu quả hơn, có nhiều lời kêu gọi về điểm chuẩn và tiêu chuẩn hiệu suất. Theo Paul Eldrenkamp, công ty thiết kế và xây dựng Byggmeister, nhà tư vấn đầu tiên được chứng nhận bởi Nhà thụ động đầu tiên ở New England, ngay bây giờ, các nhà xây dựng và chủ nhà chủ yếu là người mù bay.

Cấu trúc ban đầu, một xưởng chế tạo súng 1850 đã bị bỏ hoang.

Tại Nhà Pratt, cách tiếp cận là xây dựng trước và phân tích sau. Hare đã đi theo con đường đó bởi vì anh ấy lo ngại rằng phân tích toàn diện, có thể liên quan đến phần mềm mô hình hóa và bảng tính phức tạp, quá đáng sợ đối với hầu hết các nhà xây dựng.

Người dân trong toàn bộ phong trào này nói rằng cần phải có các tiêu chuẩn nhưng cho đến nay họ đã bị loại bỏ khỏi các hoạt động xây dựng đã được thiết lập, đó là một rào cản khác trong việc áp dụng những điều này, ông nói. Nhà thụ động là một tiêu chuẩn rất nghiêm ngặt. Bạn có thể giảm một vài phần nhưng vẫn có một tòa nhà tuyệt vời.

Mục tiêu là để Nhà Pratt gần hoàn thành vào tháng 10, đó là khi thử nghiệm lớn cho thí nghiệm của anh bắt đầu. Vào mùa đông, mục tiêu là duy trì nhiệt độ từ 63 đến 65 trong mùa đông mà không cần nhiệt bổ sung. Cho đến nay, vào mùa hè, ngôi nhà vẫn mát hơn ngoài trời, một phần nhờ vào sàn bê tông giúp hấp thụ nhiệt và tạo cảm giác mát mẻ hơn.

Loại nhà này rõ ràng không dành cho tất cả mọi người. Nó rất nhỏ ở 750 feet vuông và những người bên trong sẽ cần quản lý nhiệt độ tích cực hơn là chỉ cần đặt bộ điều chỉnh nhiệt. Ví dụ, để tăng nhiệt vào mùa đông, họ sẽ cần mở các bóng râm hướng về phía nam vào ban ngày và đóng chúng vào ban đêm để giữ nhiệt. Vào mùa hè cũng vậy, họ mở các cửa sổ vào ban đêm để làm mát khối nhiệt của tòa nhà.

Mặt khác, các vật liệu liên quan là rẻ tiền hoặc tái chế. Bạn không cần phải có những cửa sổ đắt tiền từ Đức. Và nhiều kỹ thuật xây dựng có thể được áp dụng ở nơi khác. Trên thực tế, placetailor có liên quan đến một dự án địa phương khác có tên là Nhà Xanh JP nhằm mục đích chuyển đổi một ngôi nhà 100 tuổi thành trung tính carbon.

Chúng tôi có cảm giác rằng nếu những ngôi nhà hiệu quả với máy bơm nhiệt nguồn không khí, sẽ được phổ biến rộng rãi, bạn sẽ có thể làm điều đó với ý nghĩa thông thường, từ ông Hare nói. Nếu không, nó chỉ là một cuộc truy đuổi táo bạo hoặc khoa học tên lửa của nó khi hầu hết mọi người chỉ muốn có một ngôi nhà.