低能耗房屋

低能耗房屋是指任何类型的房屋，其设计，技术和建筑产品使用的能源比传统或普通的现代房屋更少。 在可持续设计的实践中，可持续建筑，低能耗建筑，节能环保低能耗房屋经常使用主动式太阳能和被动式太阳能建筑设计技术和组件来减少其能源消耗。

一般用法
“低能耗房屋”这个术语的含义随着时间的推移而发生了变化，但在欧洲，它通常指的是一个房屋，它使用了下面提到的德国或瑞士低能耗标准的一半用于空间供暖，通常在30 kWh /m²a至20 kWh /m²a（9,500 Btu /ft²/ yr至6,300 Btu /ft²/ yr）。 在此之下，经常使用“超低能耗建筑”这一术语。

该术语还可以指任何能源使用低于当前建筑规范要求的标准的住宅。 由于世界各国的国家标准差异很大，一个国家的“低能耗”发展可能不符合另一个国家的“正常做法”。

零能耗建设
超绝热
PlusEnergy

低能耗技术

介绍
低能耗建筑通常使用高水平的隔热，节能窗户，低水平的空气渗透和热回收通风，以降低加热和冷却能源。 他们还可以使用被动太阳能建筑设计技术或主动太阳能技术。 这些家庭可以使用热水热回收技术从淋浴和洗碗机中回收热量。 照明和杂项能源使用与荧光灯和高效电器相结合。 风化提供了有关提高建筑能效的更多信息。

被动房屋需要在强制增压和最低50Pa的减压试验下达到不超过0.6 ac / hr的整体建筑物换气率。 由认证测试人员进行的现场鼓风机门测试用于证明符合性。

超低能耗建筑的一个重要特征是通过建筑物内的线性热桥接来减少热量损失的重要性。 未能消除从热表面到冷表面（“桥”）的热路径，在结构深处形成间隙冷凝的条件，并导致霉菌生长和腐烂的潜在严重问题。 通过住宅织物的过滤损失几乎为零，不能依靠空气流动来干燥结构，建议对每个基台细节进行全面的冷凝风险分析。

加热，冷却，通风和水加热的改进
吸收式冰箱
年度地热太阳能
地球冷却管
地热热泵
热回收通风
热水热回收
被动冷却
可再生的热量
季节性热能储存（STES）
太阳能空调
太阳能热水
太阳能设备

被动式太阳能设计和景观
被动式太阳能建筑设计和节能环境景观为低能耗房屋提供支持，并将其融入社区和环境中。 采用被动太阳能建筑技术，可能的建筑物形状紧凑，以减少其表面积，主要窗户朝向赤道 – 北半球南部和南半球北部 – 最大化被动太阳能增益。 然而，太阳能增益的使用，特别是在温带气候地区，是次要的，以最小化整体房屋能源需求。 另一方面，在炎热的气候温度下，多余的热量会产生令人不舒服的室内条件。 空调系统的被动替代方案，例如温度相关的通风，已被证明在有冷却需求的地区是有效的。 其他防止太阳能热量增加的技术包括Brise soleils，树木，附有藤蔓的藤架，垂直花园，绿色屋顶等。

低能耗房屋可采用密集或轻质材料建造，但通常采用一些内部热质量来降低夏季峰值温度，保持稳定的冬季温度，并防止春季或秋季可能出现过热，然后在较高的太阳角度“阴影”中日墙曝光和窗户渗透。外墙颜色，当表面允许选择时，反射或吸收日照质量取决于全年主要的室外环境温度。 使用落叶树和墙壁格栅或自附着的葡萄藤可以帮助不在极端温度下的气候。

可持续的景观美化
可持续景观建筑
可持续园艺
雨水收集
节约用水

照明和电器
为了最大限度地降低总能量消耗，许多被动和主动采光技术是第一个采用的日间解决方案。 适用于低照度日，非照明空间和夜间; 使用低能源创新可持续照明设计，如“标准电压”紧凑型荧光灯和固态照明，发光二极管-LED灯，有机发光二极管和PLED-聚合物发光二极管; 和’低压’电灯丝 – 白炽灯泡，以及紧凑型金属卤化物灯，氙灯和卤素灯。

太阳能外部循环，安全和景观照明 – 每个灯具上都有光伏电池或连接到中央太阳能电池板系统，可用于花园和户外需求。 低压系统可用于更多控制或独立照明，同时仍然使用比传统灯具和灯更少的电力。 定时器，运动检测和自然光操作传感器可以进一步降低能耗，并在低能耗房屋环境中进一步降低光污染。

家电消费产品符合独立能效测试标准，并获得生态标签认证标志，以减少电气 – 天然气消耗和产品制造碳排放标签，优先用于低能耗房屋。 能源之星和EKOenergy的生态标签认证标志就是例子。

节能照明
灯光
视窗
节能减排
可替代能源

制约因素和经济效益

成本：

符合2012年温度调节的单个房屋的额外成本通常为10％至15％。 这主要是由于所需材料的价格和实现目标所必需的

投资回报：

你应该知道，每年家庭的平均供暖费用平均为900欧元，差距很大（一个房子“BBC”250欧元，绝缘房子超过1800欧元）

能源消耗的节省比传统住宅低三到四倍，提供了良好的投资回报（大约4年）。 对于一栋房屋，实际经济在20年内估计为15,000欧元。

税收优惠和经济援助：
构建符合RT2012标准的建筑物的一些好处包括：

生态就绪零利率（Eco-PTZ）促进了首次购房者投资于具有高能源性能的新住房的房屋所有权，这得益于国家支持的消除利益。
持有“BBC”标签的建筑物也可能受益于建筑物的减免甚至财产税豁免
Duflot法律，前Scellier租赁投资计划保证所有法国纳税人购买新住房，并计划租赁九年以上的税收减免，相当于BBC住房的初始成本价格的18％
可持续发展税收抵免，对于现有建筑物（上限为8,000欧元，涉及保温或更换设备，必须满足能源要求）

低能耗房屋的特点

栖息地的生物气候概念

房子的方向
目标是在冬季恢复最大的热量和阳光，并在夏季减少这些贡献。 不推荐东西方曝光。 在西部，由于下午的阳光直射和夏季的过热，建筑物会积聚热量。

北方暴露是最冷的部分。 需要在北方开发较少使用的空间，以减少寒冷的影响，最大限度地降低建筑物温度，并有助于居民的节能和舒适。 车库，楼梯，走廊等几乎没有使用和低温部件：它们是理想的缓冲区。

南部暴露通常是最有趣的，以尊重夏季的舒适度和恢复冬季的免费太阳能贡献。 在冬季，极低的太阳使房屋的墙壁变暖，保护热量，太阳光线穿透窗户内部，从而提供基本的供暖。 我们将在南方设有起居室。 南方方向也有利于太阳能系统（用于供暖和热水的太阳能集热器，用于发电的光伏板）。 在夏季，太阳垂直到达并且不会进入房屋，其海湾可以通过前进（例如阳台或brise-soleil）或可定向的百叶窗板来保护。

建筑的形状
房屋的结构对能源消耗有很大的影响。 建筑师的角色非常重要。 建筑越紧凑，消耗的能量越少。 因此，对于良好的家庭，与外部接触的壁面与居住空间的比率必须低。 球形是具有最小表面积与体积比的形状。 因此，它非常适合减少建筑围护结构的热损失。 然而，为了传统的架构，我们使用最接近球体的立方体。 因此，紧凑的建筑物将消耗少于L形或多层建筑物。

保温性强
隔热是指用于限制热环境和冷环境之间的热传递的所有技术。 2012年热阻标准（单位为m².k/ W）如下：阁楼的R≥8，墙壁和地板的R≥4。

无论施工系统是木框架，砖块还是砖块，所有墙壁都必须隔热。 绝缘将是热的，但也是声学的。

墙体保温：
从内部：有两种不同的方法：胶合加倍，简单地包括在墙壁上粘合与石膏板相关的绝缘材料或金属框架，其包括在墙壁和由轨道制成的金属结构之间滑动并且使其绝缘。
从外面看：房屋用绝缘材料包裹，然后用外墙覆盖，如石膏，覆层等，以防止恶劣天气。
分布式绝缘：该系统仅适用于某些建筑结构也具有热性能的建筑模式。

阁楼和天花板的隔热：屋顶隔热对于良好的隔热是必不可少的，因为它被认为是通过屋顶逃脱建筑物的30％的热量。 有必要隔离丢失的屋顶（“散装”绝缘以形成连续和均匀的床垫）和完成的屋顶空间（有两种隔离技术：从内部或外部，由于吠叫，这种技术包括水平铺设蒸汽屏障并平行于建筑物的排水沟，然后在其上铺设绝缘材料。
土壤绝缘：为了使地板绝缘，我们选择发泡聚苯乙烯，挤压，木丝，投射绝缘等。当地板在爬行空间时，制造由聚苯乙烯格栅和地板下绝缘材料制成的复合保温地板。

一些绝缘子的特点：

材料的绝缘能力来自它捕获的空气。 有很多绝缘材料，这里有一些：

热桥

热桥是点或线性区域，其在建筑物的外壳中呈现出热阻的变化。 这是绝缘屏障破坏的结构中的一个点。 在以下情况下创建热桥：

信封的几何形状发生了变化，
材料和/或热阻发生变化。
十年前，热桥占建筑总损失的10％至20％。 随着时间的推移，绝缘性得到改善，并且由于壁造成的损失百分比急剧下降，并且热桥的损耗大大增加。 然而，今天，随着2012年热调节的实施，采用了解决方案，以最大限度地减少使用热断路器和外部绝缘的热桥接。 断路器是设置为阻止热桥的装置，作为这些桥的“绝缘”。 因此，热桥是高热损失的区域。 限制它们以改善建筑物是很重要的。

表演开口
为什么要担心根据基点划分窗户？

因为窗户和外部细木工的隔热性比实心墙低3到7倍。
因为窗户允许阳光进入房屋，这在冬天非常有利，但在夏天会导致过热。
建议在房屋的四个侧面设置开口，以便在夏季通风，并且不超过玻璃区域25％的居住空间。

窗口区域的分布可以考虑如下：南50％，东20％，西20％，北10％。

应该从设计中规划防晒（各种遮挡，如外部百叶窗，百叶窗，帽子……），以避免在夏季过热。

使用的材料：高性能隔热材料可以在冬季保持热量，同时保持夏季凉爽。 Windows必须具有Uw <1.6 W/(m².k）的最低性能。 例如，带有加强绝缘的双层玻璃窗：4毫米的窗户，其一侧覆盖有低辐射层，由一层12毫米的气体隔开（有时在山区有三层玻璃，面向北方的外墙），还有一个绝缘框架，也是用泡沫或其他绝缘体增强的几层（木，铝，PVC）制成的。 在安装过程中，将特别注意框架和框架之间的连接。

门的质量（制造，材料，安装）也将受到同样的关注。

完美的印章
RT2005和RT2012之间的一个重大变化是引入漏气限值。

什么是气密？

房屋内的这些空气泄漏造成了很大一部分能量损失。 在家庭中，空气泄漏可能发生在元件之间的连接处（例如框架与墙壁的连接）或滑动玻璃窗框架或者插座（空气可以通过电气护套）。 绝缘工作必须通过改善水密性的措施来补充。

鼓风机门测试（或鼓风机门测试）包括测量空气的渗透。 在房屋或建筑物的前门上放置一台配有风扇的机器。 这可以测量进入房屋的空气量。 使用烟雾机，很容易跟踪气流并检测泄漏。 RT 2012设定了密封阈值。 当建筑物建成时，必须在建筑结束时测量气密性。

双流通风，在陈旧空气中进行热回收
有VMC单流或双流。 如果安装满足于疏散陈旧空气，则这是一种简单的流量控制机械通风。 它包括一个管道网络。 在起居室，新鲜空气供应由直接连接到外部的进气口提供。

拥有一个高效的空气交换系统，通过充足的新鲜空气来确保室内空气的质量，并排除空气污染，如气味，水分，挥发性有机成分（VOC）……它还通过控制建筑物来提高建筑物的能源性能。新鲜空气量可增加热量和声学舒适度。 此外，它还可以保护建筑物免受湿度的损害。

VMC（或机械通风控制）湿度可调的简单流量根据空气更新的需要进行调整。 当房屋内的湿度增加时，这种空气的流动增加，而当房屋空置时，这种空气的流量减少，以节省能量。 通风口和进气口的开口和封闭是完全自动化的。

为了更新房屋所有房间的空气，最合乎逻辑的是将它带入干燥的起居室，如起居室，卧室或办公室，并将其带出集中的地方。 。 湿度和恶臭，如厨房，浴室或厕所。

具有回收陈旧空气的双流通风将更加环保，因为废气的热量在被重新引入回路之前通过热交换器回收（没有热量损失）。

使用可再生能源

热能
介绍：太阳能热能通常用于提供部分或全部热的卫生用水（DHW），更少用于确保房屋的供暖。 这种做法有效地限制了温室气体排放，这就是许多州和地方当局通过税收和奖金（生态奖金，税收抵免）大力鼓励这一制度的原因。 太阳能热水器可满足家庭40％至80％的热水需求。

太阳能热水器如何工作的示例：由热传感器捕获的太阳光线将其能量传递给金属吸收器，金属吸收器加热传热流体循环的铜管网络。 该热交换器又加热存储在积云中的水。 太阳能热板有三种类型。

无釉平板收集器：水在通常为空气的黑色吸收器中循环
平板玻璃传感器（最常见）
真空管集热器，由太阳能集热器组成，带有集热器，真空太阳能管固定在集热器上。
太阳能电池板安装在花园，屋顶或遮阳篷上，太阳最多（即最好是在南方），最佳倾斜度为30°。 根据型号，传感器必须叠加或集成到屋顶中。 仅对于生活热水生产，每个居民需要0.7到1.5平方米的传感器，具体取决于地区，并且存储50升/平方米的收集器。

运营成本和投资回报从投资3,800到5,800欧元（传感器，气球，法规，连接），一个4人的家庭需要大约10年的投资回报。

光伏太阳能

介绍和操作

太阳能在地球上随处可见，理论上代表了世界能源需求的900倍。 光伏太阳能是通过光伏电池转换部分太阳辐射而产生的电力。 示意性地，入射光的光子允许在某些情况下使电子运动，从而产生电流。

因此，由于所谓的“半导体”材料，光伏电的生产基于将光直接转换成电的过程。 今天主要使用两种技术：

第一代使用硅的面板。 这些面板占全球光伏市场的85％。
第二代，即薄层，已在市场上发展起来。 它们更有效但也更昂贵，因为它们使用更多的稀有矿物质（铟和碲化物）。 它们占世界市场的15％。
2008年，德国累计占全球太阳能光伏的40％，日本占25％。

25平方米的模块可在一年内生产相当于4人家庭（约2,500千瓦时）的电力消耗（不包括供暖，烹饪和热水）。 最好将模块定位在南方，如果可能的话，相对于水平方向倾斜30°。

太阳能电池板的使用寿命为20至30年，几乎完全可回收利用。

限制和成本

由晶体硅制成的最普遍的光伏板重，易碎且难以安装。
电能不是“可直接”存储的，也就是说以其主要形式存储。
光伏技术仍然太昂贵而无法与化石燃料充分竞争，其每千瓦时的成本约高4倍。

太阳能电池板的安装仍然相对昂贵：取决于所用材料的类型，安装占地10平方米的光伏系统的价格在5000至9000欧元之间变化。 此外，对于太阳能光伏发电，与EDF（法国电力公司）的连接价格约为18,000欧元，与EDF相连的20平方米。 当前研究的挑战是提高产量并降低光伏电池的成本。

到2020年（正能量建筑，这将是常态，见RT2020），建筑物必然会配备光伏板。

国内风能
微风能（功率小于1千瓦）和小型风力涡轮机（功率在1到20千瓦之间）可以在适当的区域（常规和频繁的风）中代表化石能源的替代品。 根据风的强度和规律性，每年以额定功率旋转2000小时的5kW风力涡轮机可以产生相当于家庭年消耗量的风力涡轮机。

操作：风力涡轮机由桅杆，转子或具有垂直或水平轴的螺旋桨组成，由若干叶片和将机械能转换成电能的发电机组成。 产生的能量可以在现场使用或连接到电网并出售给EDF。

限制和成本：高度低于12米，安装没有任何限制（除了工作申报，除非在当地城市规划中另有规定）。 对于50千克的发电机和3米的转子，其功率为1千瓦，需要3000至5000欧元，投资回报期为5至7年。 税收抵免归因于开始建造风力涡轮机的所有者以及各种当地援助。

地热能和加拿大井
地热学的特征是地球内部热现象的科学，以及利用这些自然现象产生热量或电力。 它是蒸汽罐，热水或热岩石的形式。 它是一种可再生能源，被70多个国家使用。

建筑物中的地热能：通过传感器从土壤中吸取热量，传感器可以垂直，水平或放置在水网中：

水平传感器分布在浅埋深处（从0.60米到1.20米），盐水或制冷剂从内部流入闭合回路。

垂直地热探头：它们安装在钻孔中并用水泥密封，盐水在闭路中循环。 深度可达数百米，全年土壤温度稳定。

地下水位上的热泵：它们吸收地下水（水温恒定在7到12°C之间），河流或湖泊中所含的热量，并需要两个钻孔，每个钻孔可以达到数十或数百米深。

加拿大井也称为省井或空地交换器，加拿大井使用地热能。 这是一个自然通风系统，包括在进入房屋之前将一些外部空气通过，这将被安装在地下深度为一到两米的管道所取代。 井的尺寸根据地形而变化。

在冬季，土壤的温度高于外部，通过管道的空气会加热，使房屋的温度更加稳定。 相反，夏天地板比外面更冷，通过管道的空气然后刷新房子。 加拿大井将用于自然采暖和制冷。

加拿大井与热泵（PAC）配合使用：这里用于建筑物的热力设置，它是一种热力设备，可将一定量的热量从所谓的“变送器”（提供）转移到“接收“媒介（接收）。 根据其功能，热泵可用作散热器或冰箱。这里，空气用作冷却剂（负责在几个温度源之间传输热量的流体），而管用作热交换器，同时引导建筑物的空气。

原则：加拿大井的运作原则如下：
新鲜空气通过入口进入。
这是在管道或新鲜空气入口中进行的，必须埋在至少1.5米深处，无霜，并且该深度的平均月温度随季节而变化。 管必须经受腐蚀，与空气和水接触，破碎，因为可能存在表面机器的通道和轻微的变形，以伴随运动场而不会破裂。
然后将空气从冷凝水中移除，然后降落在热交换器中，房屋的陈旧空气被引到外面，同时新​​鲜空气填充它。
然而，该系统在操作上完全生态和经济，但在安装方面相当昂贵（大约20 000欧元），这阻止了它向更广泛的公众传播。

一个聪明的家
能耗低的房子经常使用Domotics（拉丁语“domus”，家庭和自动一词的缩写），因为它可以优化能量消耗。

什么是家庭自动化？

这是一套电子，计算和通信技术，可以提高房屋的舒适性和安全性（公寓，企业……）。 它允许管理房屋的一部分系统。 我们可以自动化能源管理，安全系统，供暖，照明……

家庭自动化应用

能源管理：加热（整个房间温度均匀），空调，通风……
百叶窗的管理。
家用电器的管理。
照明管理。
安全：在入侵，火灾，气体泄漏检测，洪水等情况下发出警报……
通讯：接收信息，遥控……
电器编程。

怎么运行的 ？
家庭自动化允许所有设备使用Wi-Fi，无线电波或电网相互通信。 我们可以将所有电子设备集中在相同的支持上，例如计算机，智能手机，平板电脑或连接到墙壁的触摸板来控制。

未来
BEPOS或正能量建筑是一座产生更多能量的建筑，因此得名。 因此，它使用当地生产的可再生能源。 到2020年，这座建筑将成为栖息地模型，新建筑标准应指明建筑模式和限制。

当我们试图想象明天的家将如何，以及它将如何消耗更少的能量时，我们可以提到一些处于研究和实验阶段甚至改进阶段的项目：

燃料电池用于锅炉。 它是一种清洁且非常有利可图的能量（大约90％），它可以通过H2的氧化和O2：2H2 + O2 = 2H2O的还原来产生水来发电。 它还产生热量，这些热量被回收以加热水（卫生和加热）。 不幸的是，它具有缺点，包括由于使用的材料而导致的成本，寿命和危险，这些都是爆炸性的。 在日本，作为ENE农场的一部分，个人已经安装了近40,000个系统。

智能电网也被称为“智能电网”。 它旨在根据消费实时调整电力的生产和分配。 它允许房屋通过智能电表管理电力成本最高的“峰值”时间。 它还可以优化工厂性能，避免定期建立新线路，最大限度地减少在线损失，并能够以最优惠的价格分配电力。 它在邻域的规模上也是有用的，由特定的过量产生的能量可以在邻居附近使用。

栖息地耦合/运输，在Le Bourget的INES现场（CEA，INES和丰田之间的合作，在ADEME的支持下）通过光伏太阳能供电的终端以优化的方式为电池车辆充电（考虑到需求） 。

预制件越来越多地用于建筑领域。 它包括准备一套材料（例如：整个墙壁，一个地板），这可以减少施工现场的人数，减少施工的持续时间，从而减少成本。 低能耗建筑直接受到这一发展的影响。

季节性储存太阳能：PROSSIS（储存方法Solar Inter-Seasonal）在2007年至2012年期间由CNRS Savoy大学，里昂，格勒诺布尔，CEA-INES和CIAT经历。 在夏天，太阳能电池板提供最多的能量，而我们最需要它。 因此，该方法包括储存夏季产生的能量：试剂在夏季通过吸热过程分离，然后在环境温度下储存，然后在冬季通过放热过程混合反应物。 这是一种经过测试的LiBr / H2O吸收过程。