miniaturadaimagem| Casa passiva em Darmstadt, Alemanha .
A noção de casa passiva ou construção passiva designa um edifício cujo consumo de energia é muito baixo, ou mesmo nulo através dum isolamento reforçado, pelas contribuições solares ou geotérmicas, pelas calorias emitidas pelas contribuições internas, como equipamentos elétricos e o calor corporal dos habitantes, reduzindo em muito a sua pegada ecológica.Zeller, Jr., Tom. Beyond Fossil Fuels: Can We Build in a Brighter Shade of Green?, New York Times, 26 de setembro de 2010, p.BU1. Nos textos de referência, esse conceito, originário do Norte da Europa, visa principalmente a poupança de aquecimento. Mas o objetivo final é o conforto dos moradores do edifício. Assim, em climas quentes, visa também o conforto do verão, minimizando os custos de ar condicionado através da inércia do edifício, ventilação noturna natural, poço canadiano, etc.. O padrão não se limita às propriedades residenciais; vários edifícios de escritórios, escolas, creches e um supermercado também foram construídos seguindo esse modelo.
O passo seguinte foi a da construção de edifícios de energia positiva, produzindo mais energia do que consomem graças aos seus próprios equipamentos de exploração de energias renováveis.
O programa CEPHEUS ( Cost Efficient Passive Houses as EUropean Standards, Casas Passivas Eficientes em Custos como Padrões Europeus ) ajudou a desenvolver o conceito de edifícios passivos. Neste contexto, a Europa financiou projetos em cinco países : Alemanha, Áustria, França, Suíça e Suécia. Cada país participante teve que demonstrar a viabilidade técnica e rentabilidade do projeto e permitir a reprodutibilidade deste tipo de construção.
História do conceito miniaturadaimagem|D Feist, fundador do “ Passivhausinstitut ” e coautor do conceito. miniaturadaimagem|Prof. Bo Adamson, coautor do conceito. Os princípios básicos ( paredes passivas e aproveitamento do sol ) remontam à Antiguidade. Mas beneficiam de novos conhecimentos e materiais. Edifícios modernos, muito eficientes em termos energéticos e até passivos existem pelo menos desde meados da década de 1970. O conceito de construção passiva é baseado na experiença e nos avanços na modelização e na ciência dos materiais.
Uma norma alemã ( Niedrigenergiehaus Passivhaus, en allemand, sur le site passivhaustagung.de ), bem como normas suecas ou dinamarquesas muito exigentes adaptadas a países frios, contribuíram para a ideia de habitações com eficiência energética. Depois, a construção passiva tornou-se um padrão de qualidade em vários países (Alemanha, Suíça e países nórdicos em particular).
Uma primeira certificação foi formalizada em 1988 pelo Pr Bo Adamson da Universidade de Lund ( Suécia ) e Wolfgang Feist ( Institut für Wohnen und Umwelt /Instituto de Habitação e Meio Ambiente Institute for Housing and the Environment ). Também foi posto em prática graças à ajuda do estado alemão de Hessen com uma primeira fila de 4 casas (com terraços) construídas para famílias, pelos professores e arquitetos Bott, Ridder e Westermeyer. O conceito foi validado em Darmstadt, com uma poupança de aquecimento de 90 % em relação aos padrões da época. Em seguida, foi criado um grupo de trabalho em 1996 para desenvolver o conceito técnica e economicamente, planeando a produção de materiais, e certificações para janelas, bem como para sistemas de ventilação de alto desempenho. Casas passivas foram construídas em Estugarda (1993), Naumburg, Wiesbaden e Colónia (1997 Eco eden in the city, sur le site buildingforafuture.co.uk - consulté le 23 octobre 2012 e o sector desenvolveu-se com o apoio da União Europeia através do programa CEPHEUS Cost Efficient Passive Houses as European Standards, sur le site cepheus.de - consulté le 25 octobre 2012 que validou o conceito em 5 países no inverno de 2000 a 2001. Alguns processos e materiais foram inventados para a construção passiva (por exemplo : tijolos ocos do tipo Monomur© marque déposée de la Fédération française des tuiles et briques. ). Padrões e rótulos foram criados especialmente, assim como simples melhorias em técnicas existentes (reforço no isolamento, por exemplo). Na França, a residência Salvatierra em Rennes, composta por 43 unidades habitacionais, foi construída através deste programa com uma moderna técnica de construção de fachada de adobe .
Em Portugal as primeiras casas passivas certificadas pelo Passivhaus Institut, foram concluídas em 2012. A Associação Passivhaus Portugal foi criada no final de 2012 e é filiada no International Passive House Association. Em 2016 foi concluída a primeira casa passiva, também certificada pelo Passivhaus Institut, no sector do turismo.
A tendência para evolução futura da casa passiva é a casa de energia positiva. Por exemplo, a do escritório de arquitetura Karawitz (projetada por Milena Karanesheva e Mischa Witzmann), construída em Bessancourt, é uma das duas casas de energia positiva certificadas em França de acordo com os critérios do rótulo europeu de " Instituto Passivhaus ». Esta casa de 161 m2 , que custou 188 €/m2 sem imposto, dispõe de 25 m2 de painéis fotovoltaicos que produzem 4 485 KWh/ano de energia positiva, evitando a emissão de 1 887 kg/ano de CO2.Première maison certifiée passive d'Ile-de-France, batiactu.com, consulté le 25 octobre 2012
Definição A "casa passiva» corresponde a um consumo de energia muito baixo. A habitação passiva tem um custo adicional mas reduz o consumo de energia. Três critérios a definem :
necessidade de energia de aquecimento inferior a 15 KWh/m2/ano ; estanqueidade ao ar (teste da porta dita blower door ) n50 < 0,6 -1 ; consumo de energia primária inferior a 120 KWh/m2/ano . A necessidade final de energia não deve exceder 50 KWh/m2/ano .
Os critérios energéticos acima definidos só fazem sentido se os métodos de contabilização da energia e da área superficial forem claramente especificados.
Em termos de área superficial é considerada a TFA ( Trated Floor Area ). Esta superfície corresponde à superfície interior líquida do edifício. Foi especialmente definido para permitir a comparação de edifícios de diferentes países no âmbito do projeto CEPHEUS . Sua definição pode ser encontrada no relatório técnico final do projeto CEPHEUS Rapport en PDF FEIST, W., PEPER, S., GÖRG, M. (2001). CEPHEUS: Final Technical Report, sur le site passiv.de .
Princípios O projeto de um habitat passivo (e/ou bioclimático) é baseado em seis princípios principais . :
isolamento térmico reforçado, nomeadamente através de janelas de alta qualidade ; remoção de pontes térmicas ; excelente estanqueidade ao ar; ventilação de duplo fluxo (com recuperação de calor) ; a captura ideal, mas passiva, de energia solar e calorias do solo e do subsolo ; limitar o consumo de eletrodomésticos.
Isolamento térmico miniaturadaimagem| A termografia mostra em infravermelho que a construção passiva (à direita) perde muito menos calor (cores quentes) do que uma construção convencional (no fundo). O isolamento térmico é o primeiro princípio da construção passiva. Deve ser altamente eficiente e aplicado em toda a envolvente exterior do edifício, sem interrupção, de forma a limitar as pontes térmicas. A construção deve ser bastante compacta, de forma a limitar a sua superfície exterior, e todas as partes opacas do edifício, idealmente isoladas. Em princípio, para o clima da Europa Central, o seu coeficiente de transferência de calor U não deve exceder 0,15 W/m2 K , mas atualmente recomenda-se que este valor atinja 0,10 W/m2 K.
As características das janelas são importantes porque não faz sentido proporcionar um isolamento eficaz das paredes se o calor for desperdiçado através dos vidros. Na verdade, o coeficiente de transmissão da janela Uw não deve exceder 0,8 W/m2K. Dadas estas características, são frequentemente utilizados vidros triplos, muito mais caros. Além da qualidade dos vidros, a que ter em conta a qualidade da caixilharia como a sua instalação.
Para o clima português, mais ameno que o da Alemanha, é possível reduzir o valor de U (parede, telhado, piso, janela) e otimizá-lo através de cálculos realizados com o software Passivhaus Planning Package (PHPP) fornecido pelo Instituto Passivhaus . .
Remoção de pontes térmicas As pontes térmicas podem ser uma fonte de perdas significativas. Devem-se à montagem de elementos estruturais (parede com laje ou varanda, por exemplo), aos quais o calor é transmitido por condução e dissipado para o exterior. Na casa passiva, é portanto necessário reduzir drasticamente estas pontes que, aos níveis de isolamento exigidos, participam excessivamente na perda de calor.
Estanquidade miniaturadaimagem|Teste de infiltração, permite localizar e selar infiltrações parasitárias. Limitar a perda de calor resulta na estanquidade. O controle da infiltração de ar parasita garante a durabilidade dos sistemas construtivos e do isolamento, evitando a condensação na espessura dos materiais. A perda de calor devido à falta de estanquidade é prejudicial à economia de energia. A estanquidade deve ser cuidadosamente projetada, prestando especial atenção à sua continuidade entre os elementos estruturais, aos caixilhos das janelas (condutas de chaminés, tubagens, etc.) e às qualidades dos produtos utilizados. Para verificar a estanquidade do edifício, é realizado um teste de infiltração após a construção. Uma casa passiva é 4 a 5 vezes mais hermética que uma casa normal.
Ventilação de fluxo duplo lang=pt|miniaturadaimagem| Esquema duma casa passiva, com um poço canadiano. Uma casa passiva sendo muito hermética, deve incluir um sistema de ventilação eficiente para garantir a renovação do ar. A ventilação de duplo fluxo, que inclui a recuperação de calor, é então essencial para limitar a rejeição de calor através do sistema de ventilação. Ela extrai o ar viciado de ambientes húmidos (WC, casa de banho, cozinha) e sopra o ar externo para as salas de estar. Um permutador de calor garante a recuperação do ar extraído para aquecer o ar soprado. Algumas ventilações termodinâmicos combinam uma ventilação de duplo fluxo e uma bomba de calor obtendo assim ventilação, aquecimento, ar condicionado e até produção de água quente.
No entanto, a ventilação de duplo fluxo é volumosa e requer comprimentos significativos de tubos. A localização e o encaminhamento das condutas na construção devem ser planeados durante a fase de projeto. A manutenção regular também é necessária : limpeza de condutas, troca de filtros. Existem alternativas passivas, como janelas parieto-dinâmicas, para evitar a instalação duma ventilação de fluxo duplo. Estas não são estanques, permitem a passagem do ar e funcionam como um permutador de temperatura entre o ar interior e exterior. Devem estar orientadas para sul para beneficiarem do ganho solar. A ventilação é então fornecida por um ventilação de simples fluxo. Uma vantagem desta alternativa é a redução do custo de instalação e de funcionamento. miniaturadaimagem|Ventilação de duplo fluxo associada a um depósito de água de inércia térmica e duas microbombas de calor, oferecendo produção de água quente, complemento solar, ganhos térmicos de ar insuflado e filtração de ar fresco.
Ventilação noturna Em regiões quentes, é aconselhável prever aberturas que garantam a ventilação noturna (através e/ou por efeito chaminé) para evitar o sobreaquecimento no verão. É também importante proporcionar uma estrutura maciça com elevada inércia térmica que absorva o calor do dia e que possa ser arrefecida pela ventilação noturna. A ventilação pode estar associada a um poço canadiano.
Solar passivo