Új energiatudatos építészet felé?

Átírás

1 Új energiatudatos építészet felé?

2 Anton Graf: Passzívházak 24 megépült ház Németországban, Ausztriában, Svájcban [Passzívház Akadémia]: Passzívház csomópontok felhasználóknak [Magyar Passzívház Szövetség]: II. Magyar Passzívház Konferencia Adolf W. Sommer: Passzívházak tervezés, szerkezet, csomópontok, példák Passivhaus-Bauteilkatalog Details for Passive Houses Ökologisch bewertete Konstruktionen A Catalogue of Ecologically Rated Constructions 2

3 EZ LENNE A JÖVŐ? FENNTARTHATÓ Blobitecture Dekonstruktivizmus High-tech Strukturalizmus Metabolista Mozgalom Kritikai Regionalizmus Posztmodern Brutalizmus Áramvonalas Modern Nemzetközi Stílus Art Deco Bauhaus Konstruktivizmus Modernizmus Expresszionizmus Futurizmus 3 Timeline of architectural styles

4 A fenntartható gondolkodásmód úgy kívánja kielégíteni az emberi igényeket, a környezet megóvásával együtt, hogy azok ne csak ma, hanem a jövőben mindenkor kielégíthetőek legyenek. elviselhető TÁRSADALMI fenntartható jogszerű KÖRNYEZETI élhető GAZDASÁGI 4

5 5 Carbon-dioxide levels in the air closely track temperature records for the past 10 centuries

6 6

7 7

8 8 Growing gap

9 9

10 Million Tons of Oil Equivalent per Year Az energiafelhasználás növekedése a jelenlegi ütemben nem tartható. Takarékos szemléletre van szükség. A fosszilis energiaforrások kimerülőben vannak. A megújuló energiák arányának javítására van szükség. 10 World Energy Use

11 Lakossági szektor Kommunális szektor Közlekedés 21% Ipari szektor Mezőgazdaság 28% 40% 4% 7% 11 Dióssy László: Energiamegtakarítási lehetőségek a lakossági és kommunális szektorban

12 A hazai energiafelhasználás mintegy 80 % fosszilis energiahordozókból kerül előállításra A teljes magyar üvegházhatású gáz-kibocsátás 75 %-a energetikai eredetű Nemzeti Energiahatékonysági Cselekvési Terv ( ): Évente legalább 1%-kal kell csökkenteni Magyarország végső energiafelhasználását. A lakossági szektor szerepe: Magyarországon a 2004-es statisztikák alapján 4 millió háztartás van A lakossági szektor felelős az összes hazai CO 2 -kibocsátás harmadáért, a primer energiafogyasztás 40 %-áért az átmeneti gazdaságokban az összes energia-végfelhasználói szektor közül döntően a lakossági- szektorban (főleg épületenergetika és építészet terén) van a legnagyobb kibocsátás csökkentési potenciál 12 Dióssy László: Energiamegtakarítási lehetőségek a lakossági és kommunális szektorban

13 Fűtés Melegvíz Gépkocsi Elektromos VÉLT 26% 18% 14% 39% VALÓS 53% 8% 31% 8% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 13 Emind Survey Zukunft Haus 2003, Deutsche Energie Agentur

14 14

15 Mikor? Meglévő épület korszerűsítése Új épület energetikai paramétereinek megválasztása Miért? Elméleti megközelítés CO 2 kibocsátás csökkentés Energia felhasználás csökkentés Fenntartási költség csökkentés Gyakorlati megközelítés Miről? Megtakarítási lehetőségek Korszerű nyílászárók beépítése 15-25% Szellőzési hőveszteség 10-15% Hőátbocsátási veszteség 5-10% Hőszigetelt épülethatároló felületek 25-30% Korszerű fűtési berendezés 5-15% Fűtésszabályozás 5-15% ÖSSZESEN 50-85% 15 Dióssy László: Energiamegtakarítási lehetőségek a lakossági és kommunális szektorban

16 A jobb hatásfokra törekvő szemlélet már jelen van: hagyományos vs. kompakt izzók képcsöves vs. TFT monitorok hűtőszekrények energiaosztályai autók fogyasztási paraméterei épületek fenntartási költségei? 16 Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam

17 Maximális hőátbocsátási tényező, U [W/m 2 K] 4,00 3,50 3,00 3,60 3,00 fal tető ablak 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 2,00 1,60 1,36 0,80 0,85 0,80 0,70 0,40 0,40 0,45 0,25 0,12 0, Passzívház 17 Horváth Tamás: Modernization of Modern Buildings Case Study on the Main Building of Széchenyi István University in Győr

18 Összesített energetikai jellemző (Ep) A/V 0,3 Ep = ,3 A/V 1,3 Ep = 120 (A/V) + 74 A/V 1,3 Ep = Ep: [kwh/m2a] A/V: [m2/m3] 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 Felület/térfogat arány (A/V) 18

19 A++ A+ A B C D E F G H I pozitív energiás ház nullenergiás ház passzívház alacsony energiás ház aktuális követelmények meglévő épületállomány < 15 kwh/m 2 /év < 60 kwh/m 2 /év kwh/m 2 /év 19 Dióssy László: Energiamegtakarítási lehetőségek a lakossági és kommunális szektorban

20 Egy passzívház 90 %-kal kevesebb fűtőenergiát használ fel, mint egy hagyományos ház. Még az átlagos, új építésű házakkal szemben is 75 % az energia-megtakarítás. Különleges ablakok és egy, a külső falakon, a tetőn és az aljzaton nagy hatékonyságú hőszigetelésből kialakított burok tartja meg a meleget a házban. A passzívház a benne meglévő energiaforrásokat hasznosítja, mint például a benntartózkodó személyek testhőjét, vagy a beeső napsugárzást. A friss levegő huzatmentes utánpótlásáról egy nagy hatékonyságú hővisszanyerővel kombinált szellőztető-berendezés gondoskodik. Egy passzívházban lényegesen jobb a komfortérzet. 20 Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam

21 Optimális termikus kényelemérzet akkor áll fenn, ha az emberi test hőleadása egyensúlyban van hőtermelésével. Főbb tényezői: a levegő hőmérséklete, a környezet felületének hőmérséklete, a légsebesség és annak turbolenciája és a levegő páratartalma. Egy passzívházban a helyiségben lévő felületek és a helyiség levegője közötti hőmérsékletkülönbség kisebb. 21 Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam

22 22 Thomas Langer: Passivhaus Schema

23 A világ vezető energiatakarékos építészeti szabványa. Passzívház az, amit e szabvány szerint minősítettek. Számítással igazolt tervezés: Passzívház-Projekt-Csomag (németül Passivhausprojektierungspaket, azaz PHPP). Jó-e a "passzívház" elnevezés? Megközelítőleg, mivel az ilyen házban a termikus komfortot, amennyire csak lehetséges, passzív intézkedések biztosítják. 23 Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam

24 Passzív intézkedések védekező, energiamegtartó jelleg,többnyire gépesítés nélkül Hőszigetelő képesség növelése Hőhídmentes szerkezeti kialakítás Lehülő felületek minimalizálása Napsugárzási hőnyereség befogása Árnyékolás Stb. Aktív intézkedések energiatermelő, -visszanyerő jelleg, gépesített rendszerek Hőcserélő és visszanyerő rendszerek Napkollektoros rendszerek Höszivattyús rendszerek Faelgázosító és pellet kazánok Fotovoltaikus napelemek Stb. szellőzés fűtés, melegvíz fűtés, hűtés, melegvíz fűtés, melegvíz elektromos áram 24 Dióssy László: Energiamegtakarítási lehetőségek a lakossági és kommunális szektorban

25 Extrém hőszigetelés Hőhídmentes épületszerkezet Melegablak Légtömörség Szellőztetés hővisszanyeréssel Innovatív épületgépészet 25 Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam Thomas Langer: Passivhaus Schema

26 Termikus burokként tervezendő, megszakítás nélkül A fűtött térfogatot burkoló felület minimalizálására kell törekeni Extrém vastagságok alkalmazandók cm Mert ez az energiamegtakarítás leggazdaságosabb módja A vastagság a hőszigetelő anyag hővezetési tényezőjétől függ Közet és üveggyapotok 0,040 W/mK Expandált és extrudáltpolisztirolhab 0,040 W/mK Grafitos Expandált polisztirolhab 0,032 W/mK Polieuretán és poliizocianurát habok 0,024 W/mK Fenolhab 0,021 W/mK Vákumpanel 0,008 W/mK A teljes rétegrendre megkívánt hőátbocsátási tényezők: Külső fal 0,12 W/(m 2 K) Aljzat 0,15 W/(m 2 K) Tetőfelületek 0,10 W/(m 2 K) 26 Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam

27 27 [Passzívház Akadémia]: Passzívház csomópontok felhasználóknak

29 A hő megkeresi a fűtött helyiségből kivezető útját a legkisebb ellenállás irányában, akár több szerkezeti elemen keresztül is. A hőhidak behatárolt helyen fellépő hőáramtöbbletek, melyek hatására az épületszerkezet belső oldali hőmérséklete csökken, és a nedvességfelhalmozódás veszélye nő. A hőhidakat alapvetően két csoportba oszthatjuk: Geometriai hőhíd: pl. falsarok, T csomópont Anyagfüggő vagy szerkezeti hőhíd: jelentősen különböző hővezetéssel rendelkező, egymás mellé beépített anyagokból álló szerkezeti csomópontoknál Passzívházak esetében hőhidas szerkezeteket nem tervezhetünk. A termikus burok minden pontjához tartozó szerkezetnek közel azonos hőátbocsátási képességgel kell rendelkeznie. Hőhídmentes a csomópont kialakítása, ha a vonalmenti hőhídveszteség kisebb, mint 0,01 W/(mK). Építészeti formálás nehézségei. 29 Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam YTONG hőhídkatalógus

30 30 Wienerberger K+F füzetek Épületfizika

31 31 Dohanek Ádám: Passzívházak építéstechnológiája és szerkezeti megoldásai Adolf W. Sommer: Passzívházak tervezés, szerkezet, csomópontok, példák

34 Extrém hőszigetelés Hőhídmentes épületszerkezet Melegablak Légtömörség Szellőztetés hővisszanyeréssel Innovatív épületgépészet 34 Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam Thomas Langer: Passivhaus Schema

35 Passzívházakhoz fejlesztve Az un. melegablakok átlagos hőátbocsátási tényezője nem haladhatja meg a 0,8 W/(m 2 K) értéket. Melegablakok három fontos tulajdonsága Háromrétegű hővédő, vagy egy ezzel egyenértékű üvegezés Hőszigetelt sarokösszekötés Speciálisan szigetelt ablakkeret Optimalizált Elhelyezés Méret 35 Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam

36 Egy hőszigetelt üveggel ellátott régi építésű ablak hőtérképfelvétele: A felület középhőmérséklete 14 C alatt van. A beépítés feltűnő hőhidakat mutat. A térben sugárzóhőmérsékleti aszimmetria, léghuzat és hideglevegőcsatornák észlelhetők. Ezért fűtünk alattuk! 36 Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam

37 Egy passzívház ablak hőtérképfelvétele: Valamennyi felület kellemesen meleg (17 C feletti) Még az üvegezés szélén sem esik a hőmérséklet 15 C alá 37 Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam

39 A nem légtömör szerkezeti elemeken keresztül meleg, nedves levegő áramolhat belülről kifelé. Ekkor a hideg szerkezeti elemeken jelentős párakicsapódás jöhet létre. A kiáramló meleg, nedves levegő energiát visz ki a házból, átnedvesítve a szerkezeteket rontja azok hőszigetelő képességét A légtömör burok a termikus burokhoz hasonlóan az egész fűtött térfogatot körbe kell vegye, felületfolytonosan. Kiválasztandók a légtömöürségért felelős rétegek Könnyűszerkezetes épületnél: építőlemez burkolat Nehézszerkezetes épületnél: vakolat Kidolgozandók a légtömör illesztések megoldásai Kidolgozandók a szükséges áttörések légtömör megoldásai A légtömör réteg nem feltétlen jelent párazáró réteget is. 39 Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam

40 40 Dohanek Ádám: Passzívházak építéstechnológiája és szerkezeti megoldásai Adolf W. Sommer: Passzívházak tervezés, szerkezet, csomópontok, példák

41 Blower-Door teszt A belső térben létrehozott 50 Pa nyomástöbbletnél az óránkénti légcsereszám nem lehet több 0,6-nél. 41 Adolf W. Sommer: Passzívházak tervezés, szerkezet, csomópontok, példák

44 EGYFAJTA DEFFINÍCIÓ: "A passzívház egy olyan épület, melyben a termikus komfortérzet (ISO 7730) egyedül azon friss levegőtérfogatáram utánfűtésével vagy utánhűtésével biztosítható, mely a kielégítő levegőminőség eléréséhez (DIN 1946) szükséges, további egyéb levegő felhasználása nélkül." Az energiatakarékos háznak légtömörnek kell lennie a szellőzési hőveszteségek minimalizálása miatt, ezért szellőztetni kell: 1. LEHETŐSÉG: fűtésre költünk alacsony energiás ház Egyszerű szellőztető rendszert építünk be. Jó hatásfokú fűtőberendezést telepítünk, ami pótolja a szellőző levegővel távozó hőt is. Az épület hőveszteségeinek csökkentése ezek mellett is érdekünk. 2. LEHETŐSÉG: szellőztetésre költünk passzívház Telepítsünk olyan szellőztető berendezést, ami képes az épület fűtésére egy nagyhatékonyságú hővisszanyerő rendszerrel Az ilyen fűtési rendszertől csak kis teljesítmény várható el Csökkentsük az épület hőveszteségeit olyan szintre, hogy az a szellőzési rendszerrel pótolható legyen. Az esetlegesen fellépő hőigény megteremtésére építsünk be egy egyszerű fűtőberendezést. 44 Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam

45 Célszerű minimalizálni a lakás légcseréjét 0,3-0,4-szeres légcsere biztosítja a kellő mennyiségű friss oxigént. Ez a minimum több, mint a szokásos: kb. 0,33-szoros légcsere eléréséhez az ablakokat háromóránként 5-10 percre ki kellene nyitni. Kiszellőztetendők a levegő káros anyagai: pl. radon, illékony anyagok A belső levegő komfortos páratartalma 30% körül tartandó. Az optimális légkomfort gépi szellőzéssel biztosítható. Hőcserélő alkalmazásával az elszívott szellőző levegő hője átadható a beszívott levegőnek, %-os hatásfokkal. 45 Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam

46 46

47 A szellőztetés szokásos menete: Friss levegő befúvása a lakóterekbe Házon belüli légáramlás Elhasznált levegő elszívása a terhelt helyiségekből (konyha, fürdő, WC) 47 Dohanek Ádám: Passzívházak építéstechnológiája és szerkezeti megoldásai Adolf W. Sommer: Passzívházak tervezés, szerkezet, csomópontok, példák

48 Az a környezetvédelem, ami megéri, sokkal hatékonyabb, mint az a környezetvédelem, amiről csak beszélnek! Állami támogatási rendszer nem kellően ösztönző idehaza (ellentétben Németországgal, Ausztriával) A megtérülés számításakor sok a bizonytalanság Energiaárak alakulása a jövőben Jövedelem és energiaár arány a jövőben Krízishelyzet esetén felértékelődő adottságok Aktív rendszerek: A megújuló energiaforrásokat hasznosító rendszerek beruházási költsége viszonylag magas, megtérülésük vitatható. Ezért célszerű az energiafelhasználási igényt már előzetesen csökkenteni. Passzív rendszerek: Egy nagyobb családi házaknál csupán 0-15 %-os költségtöbblet. Nagyobb volumenű épületek esetén akár plusz beruházási költség nélkül is megvalósítható. 48 Dióssy László: Energiamegtakarítási lehetőségek a lakossági és kommunális szektorban Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam

49 49 Rainer Vallentin: Energiahatékony városépítés passzívházakkal IN: II. Magyar Passzívház Konferencia, Budapest, 2009.

50 A/V arány m 2 /m 3 A: lehűlő felület V: fűtött tér A/F ef arány m 2 /m 2 A: lehűlő felület F ef : energiafelvevő felület ~ hasznos alapterület A S /F ef arány m 2 /m 2 A S : a lehűlő felület súlyozott összege 0,5 súly a földdel érintkező, illetve a fűtetlen, zárt terekkel érintkező felületeknél F ef : energiafelvevő felület ~ hasznos alapterület 50 Rainer Vallentin: Energiahatékony városépítés passzívházakkal IN: II. Magyar Passzívház Konferencia, Budapest, 2009.

51 Épülettípus A/V arány A/F ef arány A S /F ef Nyaraló 0,9-1,2 4,0-5,0 3,5-4,5 Szabadon álló családi ház Ikerház vagy sorházvégi lakás 0,5-0,9 2,0-3,5 1,7-3,2 0,5-0,8 2,0-3,0 1,7-2,5 Sorház 0,4-0,6 1,6-2,5 1,4-2,2 Kis többlakásos házak Nagy többlakásos házak 0,4-0,6 1,6-2,5 1,4-2,2 0,3-0,4 1,1-1,6 1,0-1,4 Tömbszéli épület 0,2-0,4 0,8-1,6 0,7-1,4 51 Rainer Vallentin: Energiahatékony városépítés passzívházakkal IN: II. Magyar Passzívház Konferencia, Budapest, 2009.