Természetes szellőzés thaiföldi házakban

Átírás

1 INFRASTRUKTÚRA Természetes szellőzés thaiföldi házakban A természetes szellőzés hatékony hűtést nyújt, amellyel a légkondicionáló rendszer energiafogyasztását lehet csökkenteni, azonban trópusi vidékeken, ahol a levegő hőmérséklete és nedvességtartalma általában magas, a természetes szellőzés hatékonysága kérdéses. Ma már Magyarországon is egyre több helyen alkalmaznak légkondicionáló berendezéseket. Gyakran olyan helyeken is, ahol a természetes szellőzés is elegendő volna. Thaiföldön a hagyományos házak úgy készültek, hogy hűtésre kihasználják az uralkodó szeleket. Ezeknek az épületeknek (1. ábra) három jellegzetességük van: emelt padlószint, meredek tető széles eresszel, nagy nyitott terasz. természetes anyagok: - fa - széna meredek tető: - vízelvezetés - tetőszellőztető hűvös mikroklíma éjszakai tartózkodás nappali tartózkodás természetes szellőzés hűvös áramlás a talajból 1. ábra Hagyományos thai ház vázlata

2 Az emelt padlószint védelmet nyújt áradásokkal, vadállatokkal szemben és több levegőt enged be a lakótérbe. A ház alsó részében, ahol a lakók többnyire tartózkodnak, a hőmérséklet alacsonyabb, mint a felső részekben. Az alapterület mintegy 40%-át kitevő terasz a régi thai családok életében fontos szerepet játszott. Az emberek élete Thaiföldön az utóbbi két évtizedben jelentősen megváltozott. Egyre inkább hozzászoknak a légkondicionált környezethez. A lakóépületek, hivatalok, iskolák 90%-a rendelkezik légkondicionáló berendezésekkel. A villamos energia és az üzemanyagok árának emelkedése azonban növekvő terheket ró a lakosságra. A külvárosi házakban ezért az ablakok nyithatók, a hűvösebb órákban a lakásokat természetes módon szellőztetik, és csak a legmelegebb napszakokban kapcsolják be a kondicionálást. A modern épületek a passzív hűtés lehetőségeit szinte egyáltalán nem használják ki. A nagy városokban, pl. Bangkokban olyan forró mikroklíma uralkodik, hogy az emberek félnek természetes szellőztetést alkalmazni. Európából és Amerikából vettek át építési megoldásokat anélkül, hogy megvizsgálták volna azok alkalmazhatóságát Thaiföld körülményei között (2. ábra). Ezek a házak légkondicionálás nélkül túlságosan melegek. beton tetőzsindely napsugárzás közvetlen napsugárzás tégla vagy betonfal: hőtárolás forróság forró mikroklíma forró mikroklíma 2. ábra Modern ház

3 Ezek a problémák, valamint az energiafelhasználás és a szén-dioxidemisszió csökkentésére irányuló törekvések arra ösztönözték a tervezőket, hogy a körülményeknek megfelelő, de energiatakarékos épületeket hozzanak létre. A hőmérsékleti kényelemérzés elemzése A nyugati országok és Thaiföld lakosságának hőmérsékleti kényelemérzése különbségeket mutat. Az előbbiekben 26 C-ban adják meg a kényelemérzés felső hőmérsékletét, a thai emberek 28 C hőmérsékleten is jól érzik magukat. A trópusokon élő emberek akklimatizálódnak a meleg éghajlati körülményekhez. A helyiségekben a levegőmozgás hőveszteséget okoz az emberek bőrfelületén. A levegő mozgásának helyiségekben megengedhető legnagyobb sebessége 1 m/s (ennél nagyobb sebességnél a levegő könnyű tárgyakat, papírlapokat felemel). Ilyen levegőmozgás mellett a kényelmi hőmérséklet felső határa 3 C-kal nagyobb. A levegő relatív nedvességtartalma is hatással van az emberek kényelemérzésére. A természetes szellőzés mérsékelt égöv alatt megfelelő körülményeket biztosít az embereknek. Thaiföld azonban, amely az északi szélesség 6 és 20 között fekszik, tipikusan trópusi klímájú ország, vagyis forró és nedves, kis eltérésekkel az egyes évszakok között. Az éghajlati körülményeket négy kategóriába lehet besorolni: forró levegő: természetes szellőzés nem segít; meleg levegő: erős természetes szellőzésre van szükség; kellemes levegő: mérsékelt szellőztetés elégséges; nedves levegő: a természetes szellőzés nem megfelelő; hűvös, nedves levegő: minimális szellőztetés elégséges. Tipikus, 160 m 2 alapterületű, szigetelt tetővel és falakkal rendelkező családi ház klimatizálásához átlagosan 4,5 kw villamos teljesítményre van szükség. Természetesen ez függ a szél irányától is. Természetes szellőzésű házak Természetes szellőzésű házak tervezése városi környezetben nehéz feladat, mivel a környezetnek, a lakótelepi házak elhelyezkedésének jelentős hatása van a széljárásra. A belvárosi körzetekben a levegő szennyezettsége és a zaj is ellentmond a lakóépületek természetes szellőztetésének. A külvárosi lakóépületeknél nagyobb lehetőség van a természetes szellőzés kihasználására, mivel a levegő tisztább, az épületek egymástól távolabb vannak. Nem javasolják azonban a természetes szellőzést az utak mentén épülő sorházaknál, mivel

4 árnyékolják egymást a széllel szemben, ezért jobbnak tartják a házak lépcsőzetesen eltolt elhelyezését. A napsugárzás hatásának csökkentése érdekében a házak hosszú oldalának északra és délre célszerű néznie. Az épületek szélesség/hosszúság aránya is szerepet játszik a természetes szellőzésben. Szakértők azt javasolják, hogy forró és nedves éghajlati körülmények között az 1:1,7 arány a legmegfelelőbb (3. ábra). referenciaház 3. ábra Széláramlás a házak között: a) négyzet alaprajz; b) téglalap alaprajz

5 Számítógépes áramlásvizsgálatokkal tanulmányozták modellépületek környezetében a levegőáramlást. Megállapították, hogy a körzet levegőmozgására a házak elhelyezkedése nagyobb hatással van, mind a külső szél iránya. A négyzet alaprajzú házak között (azonos telekméretet feltételezve) nagyobb levegősebesség alakul ki, mint téglalap alakú házak között. Tipikus ház Figyelembe véve az elvégzett vizsgálatok eredményeit Thaiföld körülményeinek megfelelő tipikus ház prototípusát tervezték meg. Nyilvánvaló volt, hogy a thai házaknak két hűtési rendszerrel kell rendelkezniük: hagyományos légkondicionálással a forró hónapokra és passzív, természetes szellőzéssel a hűvösebb hónapokra. A légkondicionálás követelménye a kompakt (tömör) alak, a külső meleg felvételének csökkentésére, míg a természetes szellőzés tagoltabb formát, nagyobb külső felületet igényel. A természetes szellőzést legfeljebb az év négy hónapjában lehet használni, így az épületet a mesterséges szellőzés követelményei szempontjából kell optimálisan kialakítani. A típusépület kompakt alakú, de nagy ablakokkal is rendelkezik a természetes szellőzés érdekében. Az épületek tervezésekor fel kell használni a hagyományos építészet jó technológiáit, pl. a széles ereszeket, amelyek árnyékot vetnek falakra. A lakóés alvótereket a ház emelt szintjén kell elhelyezni, az alatta levő teret garázsnak és az ellátási rendszerek berendezéseinek elhelyezésére lehet felhasználni. A mai viszonyok között nagy terasz nem látszik szükségesnek, a thai társadalomban már nem élnek együtt több generációs nagy családok. A családoknak szükséges 160 m 2 lakóterületet a kis telekméretek miatt két szint között szokták megosztani. A tetőtérben szokták elhelyezni a házioltárt a Buddha-szoborral. Az első szinten nagyobb a levegő mozgása, mint a másodikon, mivel alatta nyitott tér van, amely alatt a szél szabadon áramlik. Az első szintet használják lakótérként, itt van szükség a fokozott szellőzésre, míg a hálószobák a második szinten helyezkednek el. Bangkok külvárosa számára javasolt családi ház tervét a 4. ábra mutatja. A levegő áramlását a házban különféle feltételek mellett számítógépes modell segítségével vizsgálták. A legfontosabb eredmények a következők voltak (5. ábra): A levegőbeömlési nyílások a padlózat területének legalább 20%-át tegyék ki ahhoz, hogy megfelelő természetes szellőzés alakulhasson ki. Ilyen esetben a levegő sebessége 0,4 m/s, ami az egész házban közel egyenletes. Ha ilyen nagy nyílás nem alakítható ki, akkor mennyezeti ventilátort kell alkalmazni. A levegőbeömlési nyílásoknak nagyobbaknak kell lenniük, mint a kiáramlási nyílásoknak. Ezzel csökkenteni lehet a pangó zónákat a házban.

6 A ház lakószintjén a lehető legkevesebb belső elválasztó falat kell létesíteni, mert ezek akadályozzák a levegő áramlását a belső térben. Nem biztos, hogy több nyílás javítja a természetes szellőzést. Közeli nyílások a levegőáramlásban rövidzárlatot okozhatnak. Ha a nyílások az északi és déli homlokzaton vannak, akkor a keletre és nyugatra néző ablakokat zárva kell tartani. Ezeket az ablakokat a napsugárzással szemben védeni kell. A házat érő szél az uralkodó szél és a másodlagos szelek eredője. A másodlagos szél az épületcsoport elhelyezkedésétől függ. 4. ábra Lakóház terve természetes szellőzéssel

7 a) b) c) d) c) f) 5. ábra A számítógépes modellezés eredményei Az emelt padlószint elősegíti a levegő áramlását a házon keresztül, azonkívül, hogy védelmet nyújt árvíz ellen. Ha az épületet alaplemezre helyezik, ez nagymértékben csökkenti a természetes szellőzést. A szellőzés viszont javítható, ha a padlószint alatt a levegőáramlás útjába terelőlemezt helyeznek el. A kéményhatás okozta áramlás, ami pl. a konyhai tűzhely feletti elszívó berendezés levegőjét szellőzőkürtőn keresztül vezeti ki a szabadba, nem elégséges megfelelő kényelmi érzést biztosító természetes szellőzés kialakulásához. Ha a hűvösebb hónapokban csak a természetes szellőzés működik, éves szinten 20%-os energiamegtakarítás érhető el. A levegő minősége természetes szellőzés mellett kellemesebb, ami indokolja természetes szellőzés lehetőségének biztosítását.

8 Korlátozások A kidolgozott típusépületnek hátrányai is vannak. Az emelt padlószint miatt az épület drágább. A nyitott ablakok szennyezett levegőt, repülő rovarokat és zajt engednek be a lakásba, esetleg biztonsági problémákat is okoznak. A külvárosokban azonban a levegő tisztább és a közlekedési zaj sem olyan erős, mint a belvárosban. A rovarok ellen szúnyoghálóval lehet védekezni és a biztonság más módszerekkel is elérhető. A másik probléma, hogy az emberek nem értik meg a természetes szellőzés fontosságát, és utólag belső falakat építenek a lakószinten. Ezért a típusépületek nem lehetnek sikeresek a lakók tájékoztatása nélkül. A természetes szellőzés mellett alkalmazható tetőn elhelyezett napkollektorok, amelyek éjjel sugárzó hűtés biztosítanak, ami a falak felületi hőmérsékletét 1 6 C-kal csökkentheti. (Dr. Garai Tamás) Tantasavasdi, Ch.; Srebic, J.; Chen, Q.: Natural ventilation design for houses in Thailand. = Energy and Buildings, 33. k. 8. sz p EGYÉB IRODALOM Faurest, K.: A városrehabilitáció egyik lehetséges útja: a közösségi kert. = Tájépítészet, 2. k. 3. sz okt. p Holló P.; Kajtár K. stb.: Különböző típusú gyorsforgalmi utak műszaki gazdasági vizsgálata értékelemzéssel. = Közúti és Mélyépítési Szemle, 51. k. 10. sz p Kiss J.: Újpesti térfigyelő. = Magyar Biztonságtechnika, 5. k. 1. sz p Kovács Á.: Az utak fenntartása, fejlesztése és a ráfordított pénzeszközök. = Közúti és Mélyépítési Szemle, 51. k. 12. sz p Lengyel I.: Iparági és regionális klaszterek tipizálásuk, térbeliségük és fejlesztésük főbb kérdései. = Vezetéstudomány, 32. k. 10. sz p Mangel J.; Kistelek M.: A budapesti elővárosi forgalom időszerű kérdései; a vasút részvételének lehetőségei, feltételei. = Városi Közlekedés, 41. k. 1. sz febr. p Megújuló és másodlagos források (gumiégetők). = Magyar Installateur, 11. k. 6. sz p. 34. Munkácsy B.: Forradalom a szélenergia alkalmazásában. = Ökológia Környezetgazdálkodás Társadalom, 11. k sz. p Tar K.: Szélenergia-hasznosítás lehetőségei Magyarországon. = Energiafogyasztók Lapja, 6. k. 1. sz ápr. p Várady T.: Villamosok és vasutak összhangban. = Lélegzet, 193. k. 9. sz p. 8 9.

9 BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM BME ORSZÁGOS MŰSZAKI INFORMÁCIÓS KÖZPONT ÉS KÖNYVTÁR A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Országos Műszaki Információs Központ és Könyvtár Műszaki Információ sorozatában jelenik meg az ENERGIAELLÁTÁS, ENERGIATAKARÉKOSSÁG VILÁGSZERTE című kiadvány. A vezető külföldi szaklapokból válogatott cikkek tömörített fordításai az alábbi témakörökkel foglalkoznak: Témakörei: 1. AZ ENERGIAGAZDÁLKODÁS ALAPJAI energiapolitika, energiaforrások, közgazdasági és környezetvédelmi kérdések, készletezés és tárolás önkormányzati energiagazdálkodás, közönségkapcsolatok stb. 2. ENERGIATERMELÉS, -ÁTALAKÍTÁS, -SZÁLLÍTÁS ÉS -SZOLGÁLTATÁS szén-, kőolaj-, földgázkitermelés és -ellátás, megújuló energiaforrások, villamosenergia- és hőszoláltatás, hulladék energiák visszanyerése stb. 3. RACIONÁLIS ENERGIAFELHASZNÁLÁS, ENERGIATAKARÉKOSSÁG külföldi példák ismertetése főbb iparáganként, beleértve a közlekedési, a háztartási és kommunális fogyasztást 4. KORSZERŰ ENERGETIKAI BERENDEZÉSEK új energiatakarékos műszaki megoldások és azok gazdaságossága a tüzelőberendezések, az energetikai gépek, és motorok, az energiafelhasználó berendezések és szabályozók stb. terén A folyóirat havonta jelenik meg, éves előfizetési díja 2002-ben: nyomtatott , Ft + ÁFA CD , Ft + ÁFA nyomtatott + CD , Ft + ÁFA Bővebb információ, megrendelés: BME OMIKK Műszaki Gazdasági Kiadványok Osztálya 1011 Budapest, Gyorskocsi u Tel.: Tel./Fax: mgksz@omk.omikk.hu M E G R E N D E L É S Megrendeljük a BME OMIKK kiadásában megjelenő Műszaki Információ Energiaellátás, energiatakarékosság világszerte című kiadványt. Megrendelt pld. szám:.. Megrendelő neve:.. Tel./Fax: Címe:.. A megrendelő pénzforgalmi jelzőszáma:. A megrendelés száma: Ügyintézője:.. Kelt:... (cégszerű aláírás, bélyegző) Szállítási határidő: legkésőbb a tárgyhót követő hó vége