O lucrare de izolație de 40 de dolari pe ușa de garaj a casei mele anterioare a economisit sute de dolari de combustibil. Și a făcut din garaj un loc de muncă mult mai plăcut.

factura

Cu toții am citit sfaturile din ziare despre cum să ne reducem factura la încălzire. Opriți termostatul și obțineți unul programabil. Sigilați scurgerile de aer. Adăugați izolație la mansarda dvs. Bla bla bla.

Este plictisitor, dar este un sfat puternic, deoarece gospodăriile din SUA cheltuiesc în medie aproximativ 960 de dolari pe an pentru a se încălzi. Asta înseamnă trei luni de bani pentru o familie, pompând căldura într-o sită cu scurgeri care ar fi putut fi construită pentru a necesita mult mai puțin, sau chiar fără adaos de căldură, în funcție de locație și climă.

Așadar, în timp ce articolele de încălzire în stilul USA Today sunt suficient de bune pentru acei cititori, nu sunt suficient de bune pentru noi. Nu vreau doar să îmi scad factura la încălzire, vreau să o distrug. Scopul meu final pentru orice casă în care mă așez pe termen lung este să fac să nu necesite energie combustibil fosilă pentru a o menține caldă toată iarna.

Pentru a înțelege încălzirea, trebuie mai întâi să știți pentru ce plătiți. Căldura este adesea măsurată în BTU-uri, unități termice britanice. 100.000 BTU-uri sunt denumite „term” pe factura mea de gaze naturale, iar o termică costă în prezent aproximativ 1,00 USD.

Atunci trebuie să înțelegeți cum vă pierdeți căldura. Cea mai importantă formă de pierdere de căldură din casa ta este ceva numit transmitanță termică, cunoscut și sub numele de factor U. Acesta este într-adevăr doar un număr care înseamnă „cât de scurgător este acest material” și se bazează pe scurgerea unui singur geam de sticlă.

O fereastră de sticlă cu un singur panou are un factor U de 1. În unitățile engleze, acest lucru înseamnă că fiecare picior pătrat de sticlă scurge un BTU de căldură pe oră, pentru fiecare grad Fahrenheit casa ta este mai caldă decât aerul exterior.

Deci, atunci când vă uitați printr-o fereastră gigantică de 10 × 10 picioare (100 mp), dintr-o cameră de 70F într-un viscol de iarnă rece, mortal, fereastra dvs. scurge 100 x 70 = 7.000 BTU pe oră de căldură în noapte . Adică 7 cenți pe oră sau 50,40 USD pe lună de căldură din acea fereastră unică.

„Valoarea R” despre care probabil ați auzit este pur și simplu inversul factorului U. Asta înseamnă că 1 împărțit cu U este egal cu R și 1 împărțit cu R este egal cu U. Ați auzit de izolația peretelui R-13, nu? Factorul U al acestuia este 1/13 sau 0,08.

Cu aceste cunoștințe, putem merge mai sus pentru a înțelege pierderea de căldură a unei case întregi. O casă de 1000 de metri pătrați are probabil o suprafață exterioară de aproximativ 2000 de metri pătrați, inclusiv acoperișul. Dacă are izolație standard de perete R-13 (și nu are ferestre pentru acest exemplu), iar temperatura din interior este de 68F, pierde cât de multă căldură într-o zi de 32 de grade?

2000 de metri pătrați x 0,08 factor U x diferență de temperatură de 36 grade = 5760 BTU pe oră = 1,38 USD pe zi.

„Hei, asta este o factură de gaz destul de ieftină pentru o casă întreagă în ceea ce sună ca un climat destul de rece”, spuneți dumneavoastră. Dar așteaptă, devine și mai bine.

Imaginați-vă că această gospodărie folosește aceeași cantitate de electricitate ca mine, aproximativ 299 kilowați-oră pe lună, echivalent cu 415 wați de utilizare continuă medie. Câtă căldură adaugă această energie electrică în casă? Răspunsul este de 1416 BTU pe oră.

"Ce? Vorbeai doar despre încălzirea locuinței, iar acum vorbești despre electricitate ... nu sunt două lucruri diferite? ".

Dar se pare că sunt de fapt legate direct. Aproape toată energia electrică pe care o folosiți în casă ajunge să fie transformată în căldură, cu o eficiență de 100%. Becurile dvs. emană căldură și lumină, iar lumina sare în jurul camerei și în cele din urmă este absorbită de pereți și se transformă și într-o cantitate mică de căldură. La fel și pentru aparatele dvs., computerul dvs. etc.

Ceea ce înseamnă acest lucru este că orice electricitate pe care o utilizați în sezonul de încălzire asigură o parte din căldura dvs. și reduce cantitatea pe care trebuie să o furnizați cuptorul. Singura excepție de la această regulă sunt aparatele electrice care își evacuează căldura reziduală în exterior, cum ar fi un uscător de haine sau luminile exterioare. Dar nu folosim uscătoare de haine, corect ?

Deci, să ne întoarcem la casa de 1000 de metri pătrați. Are nevoie de 5760 BTU pe oră pentru a rămâne cald și primește 1416 BTU doar din energia electrică pe care o folosiți în timp ce locuiți acolo. Deci, veți avea nevoie în continuare de cuptor pentru a vă menține cald.

Dar dacă am mări izolația pereților și a acoperișului la R-53? Asta cvadruplează izolația, ceea ce reduce pierderile de căldură în patru. Și ghici ce - ai o casă cu autoîncălzire!

Exemplu practic: mansarda acestei case are 1000 de metri pătrați. Vrem să cvadruplăm izolația de la R-13 la R-53. Pentru a adăuga un R-40 suplimentar, ar trebui pur și simplu să suflați aproximativ 12 inci de izolație de celuloză. Acest lucru ar necesita 61 de saci de lucruri, care costă 610 dolari înainte de creditele fiscale.

Adăugarea a 610 USD de izolație la mansardă vă economisește aproximativ 15 USD pe lună de căldură în această situație - 60 USD pe an într-un sezon de încălzire de patru luni. De asemenea, vă va reduce utilizarea aparatului de aer condiționat. Deci, este o rentabilitate anuală de cel puțin 12%, pentru totdeauna.

Casa cu autoîncălzire este sfântul graal al încălzirii locuințelor și acesta este modul în care casele din multe părți ale SUA ar putea fi construite pentru a le distruge factura de încălzire de iarnă. Cu un design adecvat, costul izolației suplimentare ar fi mic în comparație cu economiile de energie. Modificări de acest gen vin cu adevărat - codurile internaționale de construcție din 2003 și 2007, pe care majoritatea orașelor și orașelor le-au adoptat pentru toate construcțiile noi, au standarde de izolație mult mai ridicate, ceea ce înseamnă că cumpărătorii norocoși în viitor vor avea costuri mult mai mici.

Acum, exemplul meu a fost cam prost, deoarece casa era doar o simplă cutie dreptunghiulară de 25 × 40 fără ferestre. Ce se întâmplă dacă adăugăm ferestre?

Ferestrele cu panou dublu bune au un factor U de aproximativ 0,3. Dacă eșantionul are opt ferestre 3 × 5 (un total de 120 de metri pătrați de sticlă), acest lucru adaugă o pierdere de căldură de aproximativ 1296 BTU pe oră. D’oh! Există aproape toată căldura gratuită pe care o obținem din electricitatea noastră! Cum ne putem recupera? Din fericire, ferestrele vin și cu vești bune.

Câștig solar la locul de muncă în camera MMM. Obloanele sunt deschise ziua, închise noaptea.

Să presupunem că designerii deștepți ai acestei case au pus două treimi din ferestre pe partea de sud a casei. Soarele strălucește în medie cinci ore pe zi în această regiune, livrând 1000 de wați pe metru pătrat (90 de wați pe picior pătrat), mai ales pe partea laterală a casei. Ferestrele lasă o anumită cantitate de căldură în casă, pe baza lor coeficientul de câștig al căldurii solare, care este de obicei în jur de 0,3 sau 30%.

Există 80 de metri pătrați de sticlă pe partea de sud, fiind lovit cu 90 de wați pe picior pătrat de lumină, iar 30% din căldură intră în casă. Aceasta înseamnă 2160 wați de căldură timp de cinci ore sau 36.850 BTU de căldură pe zi strălucind. În medie peste 24 de ore din zi, casa dvs. are acum un plus de 1535 BTU pe oră de căldură, chiar de la ferestrele orientate spre sud.

Lecția este: având 2/3 din ferestrele orientate spre Soare mai mult decât compensate pentru pierderile totale de căldură ale casei prin toate ferestrele sale!

Regula degetului mare: Fiecare fereastră 3 × 5 orientată spre sud vă oferă aproximativ 2 USD pe lună de căldură gratuită (într-un climat moderat însorit).

Puteți îmbunătăți drastic performanța ferestrelor dvs. utilizând obloane sau perdele pe ele. Deschideți-le când este soare și închideți-le noaptea și chiar și în zilele înnorate, dacă doriți. O perdea strânsă sau o perdea de tip fagure sau, mai bine spus, un set de obloane interioare, pot reduce din nou pierderile de căldură prin ferestre. Nu uitați să le deschideți înapoi atunci când soarele strălucește în fereastră.

Ultimul lucru ușor sub controlul tău este temperatura interioară. După cum am văzut mai sus, pierderea de căldură din casa dvs. depinde în totalitate de diferența dintre temperatura interioară și cea exterioară.

Am presupus că am locuit în San Francisco, unde temperatura medie a iernii (ziua în medie cu noaptea) este moderată de 50 de grade Fahrenheit. Dacă îmi păstrez casa la 50 de ani, va trebui să nu adăug absolut nici o căldură pentru a mă încălzi. Dacă îți ții casa la 70 de ani, vei avea nevoie de puțină căldură, iar dacă cuiva dintre noi îi place 60 de grade, ea va folosi exact jumătate din cantitatea de căldură pe care o folosești.

Așadar, atunci când scădeți temperatura interioară, vă economisește niște bani. Chiar dacă l-ați lăsat să cadă câteva ore în timp ce ieșiți la plimbare sau în timp ce vă aflați la serviciu, economisește totuși căldură deoarece reduceți diferența medie între temperatura interioară și cea exterioară.

În climatul meu din ianuarie, temperatura zi/noapte este în medie de 30 de grade. Dacă o persoană obișnuită își ține casa la 72F (o diferență de 42 de grade), iar eu o păstrez pe a mea la 67F (o diferență de 37 de grade), factura mea la gaz va fi cu aproximativ 12% mai mică decât a lui. Dacă îmi scad și mai mult media scăzând temperatura noaptea la 60F, pot economisi încă 8%.

Lecție: Rularea casei la 67F în timpul zilei și 60F noaptea vă va economisi aproximativ 20% din factura la gaz comparativ cu o casă care rulează la 72F non-stop.

Așa că am acoperit cele trei mari: izolația, câștigul solar și pierderea ferestrelor și temperatura interioară. Cu combinația potrivită a acestor trei lucruri și cu o masă termică suficientă pentru a vă menține temperatura plăcută și constantă, puteți avea o casă cu autoîncălzire.

Casa familiei MMM nu este una banală de încălzit, așa că nu a atins încă acest statut, dar ajung acolo. Are o dimensiune de aproximativ 2600 de metri pătrați, cu 1800 dintre acestea deasupra solului. Există aproximativ 30 de ferestre și uși exterioare, unele dintre ele destul de mari și nu sunt (încă) atât de bine optimizate pentru captarea căldurii solare. Și, cel mai semnificativ, găzduiește o doamnă de origine indiană și un băiat tânăr, care amândoi devin destul de nemulțumiți dacă temperatura interioară scade sub 67 grade Fahrenheit (19,5 Celsius) în timpul zilei.

Am făcut aceste modificări până acum, cu economiile anuale aproximative în dolari enumerate alături de ele:

S-au adăugat 20 de pungi de izolație suflată la mansardă: 25 USD
Ușa dublă de garaj din oțel izolată: 25 USD
Utilizarea a 10 obloane izolate pentru a închide ferestrele de la etajul al doilea în fiecare noapte: 50 USD
Deschidere obloane pe 6 ferestre mari orientate spre sud pentru a capta câștigul solar: 50 USD
Acoperirea ferestrelor mari la subsol rareori folosite cu dopuri izolate detașabile în timpul iernii: 20 USD
Rulează temperaturile interioare mai scăzute, mai ales noaptea: 80 USD

Economiile totale de până acum sunt de aproximativ 250 USD pe an, ceea ce înseamnă că factura la căldură era de 650 USD pe an când ne-am mutat aici, iar acum este de 400 USD. Aceasta este o scădere de 40%. O parte din restul de 60% pot fi șterse astfel:

150 de metri pătrați de sticlă solară pe partea de sud (aproape fără magazin de materiale de construcții reciclate): 80 USD
Mult mai multă izolație în partea de mansardă la care nu am ajuns încă: 50 USD
Jaluzele izolate pentru ferestrele mari rămase: 50 USD
Colector solar pe acoperiș pentru apă caldă menajeră și căldură solară radiantă: 50 USD.

Aceasta reduce din nou factura în jumătate la 200 USD pe an. Dar după aceea, nu mai am idei. Casa noastră actuală nu este un design eficient din punct de vedere energetic pentru început, deci este dificil să o obțineți complet auto-încălzită. S-ar putea face mai multe schimbări, dar acestea ar deveni mai exotice și, prin urmare, ar costa mai mult decât au asigurat economii. Cu toate acestea, o viitoare casă a noastră, într-o zi, va învăța din limitele acesteia și va avea căldură naturală încorporată chiar de pe planșă. Poate că și a ta o va face!

Actualizați: Acest articol a fost scris înapoi în 2011. Câțiva ani mai târziu, ne-am mutat într-o casă „nouă” (de fapt, o casă din 1959 pe care am cumpărat-o apoi reconstruită aproape de la zero). Este un loc mai mic, cu o orientare mult mai bună spre soare și am folosit toate principiile din acest articol. Ca rezultat, este mult mai aproape de optim, obținând aproape toată căldura gratuit și nu necesită răcire în timpul verii. Un vis împlinit atât pentru ingineri, cât și pentru iubitorii de natură, deoarece priveliștea este soarele și copacii din majoritatea camerelor.

Puncte bonus: După ce am parcurs suprafața cu acest articol, cititorii au postat o grămadă de tehnici mai utile de economisire a energiei în comentariile de mai jos. Consultați-le pentru mai multe informații, în special comentariul lui Brian M despre etanșarea scurgerilor într-o casă mai veche. Scurgerile de aer sunt chiar mai importante (și mai ieftine de remediat) decât izolația, așa că, dacă mai aveți oricare dintre acestea în jur, reparați-le.