Un ponte termico è un punto o una zona lineare che, nell’involucro di un edificio, presenta una variazione di resistenza termica. Questo è un punto nella costruzione in cui la barriera isolante è rotta. Un ponte termico viene creato se:

c’è un cambiamento nella geometria della busta,
c’è un cambiamento di materiali e / o resistenza termica.
Dieci anni fa un ponte termico rappresentava il 10-20% delle perdite totali degli edifici. Nel tempo, l’isolamento è migliorato e la percentuale di perdite dovute alle pareti è diminuita drasticamente e quella dei ponti termici è notevolmente aumentata. Tuttavia oggi, con l’implementazione della Thermal Regulation 2012, vengono messe a punto soluzioni per ridurre al minimo i ponti termici utilizzando termointerruttori e isolanti dall’esterno. Un interruttore è un dispositivo impostato per fermare i ponti termici, come un “isolamento” su questi ponti. I ponti termici sono quindi aree con elevate perdite di calore. È importante limitarli per migliorare l’edificio.

Esecuzione di aperture
Perché preoccuparsi di dividere le finestre in base ai punti cardinali?

Perché finestre e serramenti esterni sono da 3 a 7 volte meno isolanti termicamente di una parete solida.
Perché le finestre permettono alla luce del sole di entrare in casa, il che è molto favorevole in inverno ma può portare al surriscaldamento in estate.
Si consiglia di fornire aperture su tutti e quattro i lati della casa per poter beneficiare della ventilazione durante l’estate e di non superare il 25% dello spazio abitativo in zona vetrata.

La distribuzione delle aree della finestra può essere considerata come segue: 50% sud, 20% est, 20% ovest e 10% nord.

La protezione solare (varie occultazioni come persiane esterne, tapparelle, tappi …) dovrebbe essere pianificata dal design per evitare il surriscaldamento nella stagione estiva.

I materiali utilizzati: l’isolamento termico ad alte prestazioni mantiene il calore in inverno, ma mantiene anche l’estate fresca. Windows deve avere una prestazione minima di Uw & lt; 1,6 W / (m².k). Ad esempio doppi vetri con isolamento rinforzato: finestre di 4 mm, un lato del quale è ricoperto da uno strato basso emissivo, separato da uno strato di gas di 12 mm (a volte triplo vetro nelle zone di montagna e per le facciate esposte a nord), così come un telaio isolante, anche fatto di diversi strati (legno, alluminio, PVC) rinforzato con schiume o altri isolanti. Durante l’installazione verrà prestata particolare attenzione ai giunti tra il telaio e il telaio.

La stessa cura verrà data alla qualità (fabbricazione, materiali, installazione) delle porte.

Un sigillo perfetto
Uno dei grandi cambiamenti tra RT2005 e RT2012 è l’introduzione di valori limite per le perdite d’aria.

Cos’è l’ermeticità?

Queste perdite d’aria in un account di casa per gran parte delle perdite di energia. Nelle abitazioni, possono verificarsi perdite d’aria alle connessioni tra gli elementi (ad esempio l’unione di un telaio con un muro) o le cornici delle finestre scorrevoli in vetro o alle prese (l’aria può passare attraverso le guaine elettriche). Il lavoro di isolamento deve essere completato da misure per migliorare la tenuta stagna.

Il blower door test (o blower door test) consiste nel misurare l’infiltrazione d’aria. Una macchina dotata di un ventilatore è posizionata sulla porta d’ingresso della casa o dell’edificio. Questo misura la quantità di aria che entra nella casa. Utilizzando una macchina del fumo, è facile seguire le bozze e rilevare le perdite. RT 2012 stabilisce una soglia di chiusura. Quando un edificio è costruito, è diventato obbligatorio misurare l’ermeticità alla fine della costruzione.

Ventilazione a doppio flusso con recupero di calore su aria viziata
Ci sono VMC single stream o double stream. Se l’installazione si accontenta di evacuare l’aria viziata, è una semplice ventilazione meccanica controllata dal flusso. Comprende una singola rete di condotti. Nei soggiorni, l’alimentazione di aria fresca è fornita da prese d’aria collegate direttamente all’esterno.

Avere un efficiente sistema di ricambio d’aria garantisce la qualità dell’aria interna con una quantità sufficiente di aria fresca ed evacuare l’inquinamento atmosferico come odore, umidità, componenti organici volatili (VOC) … Migliora anche le prestazioni energetiche dell’edificio controllando il quantità di aria fresca per aumentare il comfort termico e acustico. Inoltre, protegge l’edificio dai danni causati dall’umidità.

Un flusso semplice regolabile in base all’umidità VMC (o ventilazione meccanica controllata) si adatta in base alle esigenze di rinnovo dell’aria. Il flusso di quest’aria aumenta quando l’umidità aumenta nella casa e si riduce quando i locali sono vuoti, per risparmiare energia. Le aperture e le chiusure delle prese d’aria e le prese d’aria sono completamente automatizzate.

Per rinnovare l’aria in tutte le stanze di una casa, la cosa più logica è portarla nei salotti asciutti, come il soggiorno, le camere da letto o l’ufficio, e portarla fuori dai luoghi dove c’è una concentrazione . umidità e cattivi odori, come la cucina, il bagno o il bagno.

La ventilazione a doppio flusso, con recupero dell’aria viziata, sarà più ecologica, poiché il calore dell’aria di scarico viene recuperato mediante uno scambiatore di calore prima di essere reintrodotto nel circuito (senza perdita di calore).

L’uso di energia rinnovabile

Energia termica
Presentazione: l’energia solare termica viene spesso utilizzata per fornire acqua calda sanitaria parzialmente o totalmente calda (ACS), più raramente per garantire il riscaldamento della casa. Questa pratica limita efficacemente le emissioni di gas serra, motivo per cui questo sistema è fortemente incoraggiato da molti stati e autorità locali attraverso tassazione e bonus (premi ecologici, crediti d’imposta). Uno scaldacqua solare copre tra il 40 e l’80% del fabbisogno di acqua calda di una famiglia.

Esempio di come funziona lo scaldacqua solare: i raggi del sole, intrappolati dai sensori termici, trasmettono la loro energia agli assorbitori metallici, che riscaldano una rete di tubi di rame in cui circola un fluido termovettore. Questo scambiatore di calore a sua volta riscalda l’acqua immagazzinata in un cumulo. Esistono tre tipi di pannelli solari termici.

collettori piani non smaltati: l’acqua circola in un assorbitore generalmente nero aperto all’aria
sensori di vetro piano (più comuni)
collettori a tubi sottovuoto, composti da collettori solari innescati con un collettore di calore su cui sono fissati i tubi solari sottovuoto.
I pannelli solari sono installati in giardino, sul tetto o sugli ombrelloni, dove il sole è più presente (preferibilmente nel sud), con un’inclinazione ottimale di 30 °. A seconda del modello, i sensori devono essere sovrapposti o integrati nel tetto. Solo per la produzione di acqua calda sanitaria, a seconda della regione, occorrono da 0,7 a 1,5 m2 di sensori per abitante, combinati con uno stoccaggio di 50 litri / m² di collettori.

Costo dell’operazione e ritorno dell’investimento Ci vorranno circa una famiglia di 4 persone da 3.800 a 5.800 euro di investimento (sensori, palloncini, regolamenti, connessioni), con un ritorno sull’investimento di circa 10 anni.

Energia solare fotovoltaica

Presentazione e operazione

L’energia solare è disponibile ovunque sulla Terra e rappresenta, teoricamente, 900 volte la domanda mondiale di energia. L’energia solare fotovoltaica è l’elettricità prodotta trasformando parte della radiazione solare per mezzo di una cella fotovoltaica. Schematicamente, un fotone di luce incidente consente in determinate circostanze di mettere in movimento un elettrone, producendo così una corrente elettrica.

La produzione di energia elettrica fotovoltaica si basa quindi su un processo di conversione diretta della luce in energia elettrica, grazie ai cosiddetti materiali “semiconduttori”. Oggi vengono utilizzate principalmente due tecnologie:

Pannelli di prima generazione che utilizzano il silicio. Questi pannelli rappresentano l’85% del mercato globale del fotovoltaico.
Una seconda generazione, nota come strati sottili, si è sviluppata sul mercato. Sono più efficienti ma anche più costosi perché utilizzano minerali più rari (indio e tellururo). Rappresentano il 15% del mercato mondiale.
Nel 2008, la Germania accumula il 40% e il Giappone il 25% del solare fotovoltaico installato in tutto il mondo.

25 m2 di moduli possono produrre in un anno l’equivalente del consumo di elettricità (escluso il riscaldamento, la cottura e l’acqua calda) di una famiglia di 4 persone, o circa 2.500 kWh. È meglio orientare i moduli verso sud, se possibile con un’inclinazione di 30 ° rispetto all’orizzontale.

I pannelli solari hanno una durata di vita da 20 a oltre 30 anni e sono quasi completamente riciclabili.

Limiti e costi

I pannelli fotovoltaici più diffusi, realizzati in silicio cristallino, sono pesanti, fragili e difficili da installare.
L’energia elettrica non è “direttamente” immagazzinabile, cioè nella sua forma primaria.
La tecnologia fotovoltaica è ancora troppo costosa per essere completamente competitiva con i combustibili fossili, il suo costo per chilowattora è circa 4 volte superiore.

L’installazione di pannelli solari rimane relativamente costosa: a seconda del tipo di materiale utilizzato, il prezzo di installazione di un impianto fotovoltaico su una superficie di 10 m2 varia tra 5000 e 9000 euro. Inoltre, per il solare fotovoltaico, il prezzo della connessione a EDF (Elettricità Francia) è di circa 18.000 euro per 20 m2 collegati a EDF. La sfida della ricerca attuale è migliorare i rendimenti e ridurre i costi delle celle fotovoltaiche.

Entro il 2020 (edifici ad energia positiva, che saranno la norma, vedi RT2020), gli edifici saranno necessariamente dotati di pannelli fotovoltaici.

Energia eolica domestica
L’energia micro-eolica (potenza inferiore a 1 kW) e le piccole turbine eoliche (potenza compresa tra 1 e 20 kW) possono rappresentare, in regioni adatte (venti regolari e frequenti) un’alternativa all’energia fossile. A seconda della forza e della regolarità del vento, una turbina eolica da 5 kW che ruota di 2000 ore all’anno alla potenza nominale può produrre l’equivalente del consumo annuale di una famiglia.

Funzionamento: una turbina eolica è composta da un albero, un rotore o un’elica con un asse verticale o orizzontale, composto da più pale e un generatore che converte l’energia meccanica in energia elettrica. L’energia prodotta può essere utilizzata in loco o collegata alla rete e venduta a EDF.

Vincoli e costi: sotto i 12 metri di altezza, l’installazione è esente da vincoli (eccetto la dichiarazione di lavoro e salvo diversamente stabilito nel Piano Urbano Locale). Per un generatore di 50 kg e un rotore di 3 metri, che fornisce una potenza di 1 kW, occorrono tra i 3000 e i 5000 euro, con un ritorno sull’investimento compreso tra 5 e 7 anni. Un credito d’imposta è attribuito al proprietario che intraprende la costruzione di una turbina eolica, nonché vari aiuti locali.

Energia geotermica e bene canadese
La geotermia caratterizza la scienza dei fenomeni termici interni della Terra e lo sfruttamento di questi fenomeni naturali per produrre calore o elettricità. È sotto forma di un serbatoio di vapore, acqua calda o roccia calda. È un’energia rinnovabile utilizzata da oltre 70 paesi.

Energia geotermica nell’edificio: il calore viene prelevato dal suolo da sensori che possono essere sepolti verticalmente, orizzontalmente o collocati in reti d’acqua:

I sensori orizzontali sono distribuiti e interrati a una profondità ridotta (da 0,60 m a 1,20 m), dove la salamoia o il refrigerante scorre in circuito chiuso dall’interno.

Sonde geotermiche verticali: vengono installate in un pozzo e sigillate con cemento, dove la salamoia viene fatta circolare a circuito chiuso. La profondità può raggiungere diverse centinaia di metri, dove la temperatura del suolo è stabile per tutto l’anno.

Pompe di calore su una falda freatica: assorbono il calore contenuto nelle acque sotterranee (dove la temperatura dell’acqua è costante tra 7 e 12 ° C), il fiume o il lago e richiedono due pozzi ognuno dei quali può raggiungere diverse decine o centinaia di metri di profondità.

Il pozzo canadese: chiamato anche pozzo provinciale o scambiatore aria-terra, il pozzo canadese utilizza l’energia geotermica. Questo è un sistema di ventilazione naturale, che consiste nel far passare un po ‘dell’aria esterna prima che entri nella casa, che sarà sostituita da tubi installati nel terreno ad una profondità di 1-2 metri. Le dimensioni del pozzo variano a seconda del terreno.

In inverno, il terreno ha una temperatura più elevata di quella esterna, l’aria che passa attraverso i tubi si riscalda e rende la temperatura della casa più costante. Viceversa, il pavimento è più freddo di quello esterno in estate, e l’aria che passa attraverso i tubi rinfresca la casa. Il pozzo canadese verrà utilizzato per il riscaldamento e il raffreddamento naturale.

Il pozzo canadese è accoppiato con una pompa di calore (PAC): qui utilizzato nella regolazione termica dell’edificio, è un dispositivo termodinamico che trasferisce una quantità di calore da un cosiddetto “trasmettitore” (che fornisce), a un ” ricevendo “media (ricezione). A seconda della sua funzione, la pompa di calore può essere utilizzata come radiatore o frigorifero. Qui, l’aria funge da refrigerante (un fluido responsabile del trasporto di calore tra diverse fonti di temperatura), mentre il tubo funge da scambiatore di calore mentre canalizza l’aria dell’edificio.

Principio: il pozzo canadese opera secondo il seguente principio:
L’aria fresca entra attraverso la bocca di entrata.
Questo viene condotto in un tubo o in una presa d’aria fresca, che deve essere interrata ad una profondità di almeno 1,5 metri, per essere priva di ghiaccio e che la temperatura media mensile a questa profondità varia a seconda delle stagioni. Il tubo deve resistere alla corrosione, essere a contatto con aria e acqua, schiacciamento, perché potrebbe esserci passaggio di una macchina di superficie e leggere deformazioni, per accompagnare un campo di movimento senza rottura.
L’aria viene quindi rimossa dalla condensa, prima di atterrare in uno scambiatore di calore, dove l’aria viziata della casa viene portata all’esterno, mentre l’aria fresca la riempie.
Questo sistema, perfettamente funzionante in termini ecologici ed economici, è tuttavia piuttosto costoso in termini di installazione (fino a circa 20 000 euro), il che impedisce la sua diffusione con un pubblico più ampio.

Una casa intelligente
Le case a basso consumo energetico spesso usano la Domotica (parola derivata dalla contrazione della parola latina “domus”, casa, e la parola automatica) perché consente di ottimizzare il consumo di energia.

Cos’è la domotica?

È l’insieme delle tecniche di elettronica, informatica e comunicazione che migliorano il comfort e la sicurezza della casa (appartamenti, aziende …). Permette di gestire una parte dei sistemi della casa. Siamo in grado di automatizzare la gestione energetica, il sistema di sicurezza, il riscaldamento, l’illuminazione …

Applicazioni di domotica per la casa

Gestione energetica: riscaldamento (temperatura omogenea in tutta la casa), aria condizionata, ventilazione …
La gestione delle persiane.
La gestione degli elettrodomestici.
Gestione della luce
Sicurezza: avviso in caso di intrusione, incendio, rilevamento di perdite di gas, alluvione …
Comunicazione: ricezione di informazioni, controllo remoto …
Programmazione di apparecchi elettrici.

Come funziona ?
La domotica consente a tutti i dispositivi di comunicare tra loro tramite Wi-Fi, onde radio o rete elettrica. Possiamo centralizzare tutti i dispositivi elettronici sullo stesso supporto come un computer, uno smartphone, un tablet o un pannello tattile collegato al muro per il controllo.

Futuro
L’edificio BEPOS o energia positiva è un edificio che produce più energia di quanta ne consumi, da qui il suo nome. Pertanto utilizza energie rinnovabili prodotte localmente. Entro il 2020, questo edificio sarà il modello di habitat e i nuovi standard di costruzione dovrebbero specificare modalità e vincoli costruttivi.

Quando cerchiamo di immaginare come sarà la casa di domani e come consumerà meno energia, possiamo citare alcuni progetti che sono allo stadio della ricerca e della sperimentazione, o addirittura del miglioramento:

l’uso di celle a combustibile per caldaie. È un’energia pulita e molto redditizia (dell’ordine del 90%) che consente di produrre elettricità attraverso la produzione di acqua mediante l’ossidazione di H2 e la riduzione di O2: 2H2 + O2 = 2H2O. Produce anche calore, che viene recuperato per riscaldare l’acqua (sanitaria e riscaldamento). Purtroppo ha degli svantaggi tra cui il costo, la vita e il pericolo dovuti ai materiali utilizzati, che sono esplosivi. In Giappone, quasi 40.000 sistemi sono già stati installati da individui come parte della fattoria ENE.

la Smart Grid anche conosciuta come “smart grid”. Ha lo scopo di adeguare in tempo reale la produzione e la distribuzione di energia elettrica in base al consumo. Permette a una casa di gestire le ore di “picco” in cui l’elettricità costa il più costoso tramite un contatore intelligente. Permette inoltre di ottimizzare le prestazioni dell’impianto, evitare di dover costruire regolarmente nuove linee, minimizzare le perdite online ed essere in grado di distribuire energia elettrica al miglior prezzo possibile. È anche utile per le dimensioni di un quartiere, l’energia prodotta da un particolare può essere utilizzata nelle vicinanze da un vicino.

l’accoppiamento di habitat / Trasporto, sperimentato sul sito INES di Le Bourget (collaborazione tra CEA, INES e Toyota, con il supporto di ADEME) terminali alimentati da energia solare fotovoltaica ricaricano le batterie in modo ottimizzato (tenendo conto delle esigenze) .

la prefabbricazione è sempre più utilizzata nel campo dell’edilizia. Consiste nella preparazione di una serie di materiali (esempio: un intero muro, un pavimento), che consente di ridurre il numero di persone in un cantiere, per ridurre la durata della costruzione e quindi i costi. Gli edifici a basso consumo energetico sono direttamente interessati da questo sviluppo.

Lo stoccaggio solare inter-stagionale: il PROSSIS (metodo di accumulo solare inter-stagionale) è stato sperimentato tra il 2007 e il 2012 dalle università savoiarde del CNRS, Lione, Grenoble, CEA-INES e CIAT. È in estate che i pannelli solari forniscono più energia e che ne abbiamo bisogno meno. Il processo consiste quindi nel conservare l’energia prodotta in estate: i reagenti vengono separati da un processo endotermico in estate, vengono quindi conservati a temperatura ambiente e i reagenti vengono poi miscelati in inverno mediante un processo esotermico. È un processo di assorbimento LiBr / H2O che è stato testato.