المنزل السلبي ( هندسة طاقية)


المنزل السلبي

المنزل الخامل “السلبي” (passive house) هو مسكن ذو استهلاك منخفض للطاقة، أي مسكن يضمن الراحه الحرارية دون أي تدفئة تقليدية، مثل الغلايات والأجهزة المشعة أو النظم المماثلة. بما ان المنزل الخامل “السلبي” مزود بوسائل عزل سميكة ونظام تهوية معيارية مصممة بشكل جيد، فهو في الحالة المثالية لا يحتاج للتدفئة. فالطاقة المطلوبة في فصل الشتاء لهذا المنزل تأتي من أشعة الشمس والتربة وحرارة أجسام السكان.

منزل خامل “سلبي” لماذا هذة التسمية

المنزل يسمى خامل “سلبي” لأن مجموع الحرارة التي تأتي من اشعة الشمس، من الأجهزة المنزلية ومن نفس شاغلين المبنى يُعوض الحرارة التي يخسرها المبنى خلال موسم البرد، بالتالي هو خامل لأن مجمل استهلاكه للطاقة خلال العام جد قليل مقارنة مع المنازل التقليدية. الطاقة اللازمة لتحقيق المساواة في التوازن الحراري للبناء عادة ما تقدم بنظم غير تقليدية (مثل السخانات الشمسية أو مضخة حرارة التي هي نظام تهوية لتسخين الهواء ولمراقبة استرداد الطاقة).
المنزل الخامل “السلبي” يُوصف بأنه مبنى قادر على إقامة علاقة خاصة وثيقة ومترابطة مع العالم الخارجي، وبما ان الظروف الخارجية تختلف حسب الموقع ومع مرور الوقت، البناء الخامل “السلبي” المثالي يجب أن يتغيير، ويتكيف ويندمج وفقا لذلك وباستمرار.
المباني الخاملة “السلبية” يمكن أن تُشيد بأي من مواد البناء مثل الخشب الهيكلي، الطوب والخرسانة المسلحة.
كيف يُمكن الحصول على التدفئة في المنزل الخامل “السلبي”
المنزل الخامل “السلبي” هو فئة من فئات المنازل ذوي الأستهلاك المنخفض للطاقة. فيها، الطاقة الأزمة لتدفئة m2 سنويا تعادل 1.5 لتر من الديزل، لهذا ليست بحاجة إلى نظام تقليدي للتدفئة. يُحصل على التدفئة عن طريق:
منع تشتت الحرارة إلى خارج المبنى؛

 

المنزل السلبي

نوعية البناء ؛
إعادة تدوير الحرارة من خلال نظام تهوية قسري ؛
الطاقة الشمسية ؛
الحرارة المنبعثة من جانب أولئك الذين يعيشون في المنزل.
100 ٪ من الطاقة المستهلكة في المنزل، 2 ٪ فقط تستخدم للإضاءة، و 5 ٪ لأغراض الطهي والأجهزة المنزلية، في حين 15 ٪ لإمدادات المياه الساخنة و 78 ٪ للتدفئة، 25 ٪ لتكييف الهواء الصيفي .
تبادلات الحرارة مع البيئة الخارجية تشكل 10 ٪ من الطاقة المنهدرة للمسكن. أحدث الدراسات أظهرت أن هذه الخسائر هي:
31 ٪ تحدث من خلال جدران والسقوف،
15 ٪ عن طريق الأنابيب
14 ٪ من خلال المدخنة
13 ٪ عن طريق أنابيب المياة
11 ٪ من خلال الأبواب
10 ٪ من خلال النوافذ
4 ٪ عن طريق ألتطهير والمراوح
2 ٪ من خلال المقابس الكهربائية

ثيرموغراف يُبين فرق خسران الحرارة بين منزل سلبي وبناء تقليدي (في الخلفية)
ميزان الطاقة يميل إلى التوازن
نظام التدفئة التقليدية يمكن إزالتة إذا كان احتياجات الطاقة للبيت منخفضة للغاية، الذي يستهلك أقل من 15 كيلو واط ساعة لكل متر في السنة (أقل بحوالي 85 ٪ مقارنة بالمنزل التقليدي الذي يستهلك 120 كيلو واط ساعة / متر مربع). هذه الفوائد تتحقق مع تصميم دقيق للغاية، وخاصة فيما يتعلق بالشمس، مع اعتماد العزل الحراري لارتفاع أداء الجدران الخارجية، السقف والنوافذ ومن خلال اعتماد أنظمة تهوية تُسيطر على استرجاع الطاقة.
في البناء الأوروبي السلبي، الشرط الأساسي للقدرة السنوية للتدفئة هو أن تكون أقل من 15 كيلو واط ساعة / متر مربع) (4755 وحدة حرارية / قدم مربع / سنة)، استهلاك الطاقة الأولية للمعيشة في المنزل السلبي قد لا تتجاوز 120 كيلو واط ساعة / متر مربع) (38039 وحدة حرارية / قدم مربع / سنة) من أجل التدفئة والمياه الساخنة والكهرباء المنزلية

ميزات المنزل الخامل “السلبي”

وفيما يلي السمات الرئيسية التي تميز المنزل الخامل “السلبي” :

شكل مُدمج:ويجب أن نحافظ على بناء قدر الإمكان من دون فروعات، وأبراج، والتذييلات الشرفات. المنظر العام ينبغي ان يشبه المكعب ولكن بفضل التصميم الذكي يُمكن التوفيق بين الجمالية وتوفير الطاقة.
عوازل ذو كفائة عالية: جميع مكونات الغلاف الخارجي للمنزل يجب أن تكون معزولة بحيث ان قيمة الناقلية الحرارية U-Factor لا يزيد عن 0.15 واط / (k m²). استخدام مواد ذو مقاومة عالية للحرارة، مثل الصوف الزجاجي والصوف الصخري؛ عزل المقابس الكهربائية: حتى مقابس الكهرباء يمكن ان تسرب هواء وبالتالي لا بد من عزل نهايات أنابيب وكابلات الكهرباء؛
التوجيه إلى الجنوب ودراسة حركة الظل: استخدام الطاقة الشمسية هو عامل هام في تصميم المنزل السلبي
كفاءة نوافذ والزجاج والأطر : زجاج النوافذ والأطر، قيمة اليو ينبغي أن لا تتجاوز 0.80 واط / (m² كاف)، ومعامل الحصول على حرارة الشمس = حوالي 50 ٪؛
إحكام الغلاف الخارجي للمبنى : تسرب الهواء من خلال المفاصل يجب أن يكون أقل من 0.6 حجم المنزل في الساعة.
التسخين السلبي للهواء الطلق: الهواء الطلق يمكن رفعها إداخلة إلى المنزل عن طريق قنوات تحت الأرض وذلك للتبادل الحراري مع التربة. يسخن هذا الهواء النقي إلى 5 درجات حتى في ايام الشتاء البارد؛
الكفاءة العالية في استرداد الحرارة من الهواء العادم عن طريق استخدام مضخة حرارية: حرارة الغازات العادمة تُنقل إلى الهواء النقي الداخل (معدل استرداد الحرارة = 80%).
الحصول على المياه الساخنة عن طريق مصادر طاقة متجددة: السخنات الشمسية أو مضخات الحرارة توفر المياه الساخنة؛
توفير طاقة الأجهزة المنزلية: أجهزة منزلية ذات استهلاك منخفض للطاقة (ثلاجات، مواقد، مجمدات، والمصابيح والغسالات، والمجففات)، لا غنى عنها في المنزل سلبي.