FOKOZOTTAN ENERGIATAKARÉKOS ÉS PASSZÍVHÁZAK SZERKEZETKIALAKÍTÁSA I.

Átírás

1 FOKOZOTTAN ENERGIATAKARÉKOS ÉS PASSZÍVHÁZAK SZERKEZETKIALAKÍTÁSA I. Horváth Sándor BME Épületszerkezettani Tanszék okleveles építészmérnök egyetemi adjunktus

2 azért az ördög a részletekben lakik

3

4

5

6

7 U = 0,15 W/m 2 K

8

9 a megbízható szerkezetek létesítésének feltételei

10 DR. Gábor László: az első kérdés: mikor és miért van szükség? a második kérdés: hová kerülnek? a harmadik kérdés: hogyan kell kialakítani?

11 Épületszerkezetek kiválasztása: teljesítményelvű tervezés Hatások és követelmények összegzése: - igénybevételi fokozatok meghatározása - megfeleltetés: elvi rétegrend rétegterv ( anyagok is! )

12

13 ALACSONY ENERGIÁJÚ ÉPÜLETEK ÉS PASSZÍVHÁZAK témafelelős: Horváth Sándor kidolgozó: Dr. Fülöp Zsuzsanna Horváth Sándor Pataky Rita Dr. Takács Lajos Gábor ábrák: Kapovits Géza

14 TARTALOMJEGYZÉK 1. BEVEZETÉS 1.1. Indokoltság 1.2. Alacsony energiafelhasználású épület és passzívház 1.3. Témalehatárolás 2. TERMIKUS BUROK 2.1. A termikus burok fogalma 2.2. A termikus burok elemei 2.3. A termikus burok energetikai minőségét befolyásoló tényezők 3. SZERKEZEI ELEMEK KÖVETELMÉNYRENDSZERE 3.1. Épületszerkezeti követelmények összefüggései 3.2. Hővédelem 3.3. Légtömörség, légcsere 3.4. Gépészet 4. TERVEZÉST SEGÍTŐ SZIMULÁCIÓS PROGRAMOK 5. ILLESZTÉS A VONATKOZÓ AKUSZTIKAI SZABÁLYOZÁSHOZ 6. ILLESZTÉS A VONATKOZÓ TŰZVÉDELMI SZABÁLYOZÁSHOZ 7. GÉPÉSZETI KÖVETKEZMÉNYEK 8. CSALÁDI HÁZ LÉPTÉKŰ MINTAÉPÜLET 9. KIS LÉPTÉKŰ VEGYES FUNKCIÓJÚ MINTAÉPÜLET 10. FELHASZNÁLT JOGSZABÁLYOK ÉS SZABVÁNYOK JEGYZÉKE 11. IRODALOMJEGYZÉK

15 szemléletváltás szükséges

16

17 Energiafogyasztás megoszlása Világ energiamegoszlása: - épületek üzemeltetése 45% - építőipar 5% - közlekedés 20% - ipar 20% - egyéb 10% Magyarországi energiafogyasztás megoszlása

18 ENERGIATUDATOS ÉPÍTÉSZET (energiatakarékos vagy energiahatékony ~) - épület hővesztesége minél kevesebb legyen - csökkenjen az energiafelhasználás - nem fosszilis anyagú, alternatív energiák felhasználása - minél nagyobb hőnyereség elérésének igénye

19 alacsony energiájú házak passzívházak (közel) nullenergiás házak aktívházak autonómház

20 ALACSONY ENERGIAFELHASZNÁLÁSÚ ÉPÜLETEK ("low-energy building") - fűtési energiaigénye <50-60 kwh/m 2 év ( 5 literes házak, azaz az épület fűtéséhez m 2 -enként legfeljebb 5 liter fűtőolaj vagy 5 m 3 földgáz elegendő) - a ház teljes energiaigénye 90 kwh/m 2 év (melegvíz, főzés, világítás, stb.) - az alacsony energiájú épületeket a fogyasztás alapján további csoportokba sorolják (pl.: 3 vagy 4 literes házak) Összehasonlításképpen: C besorolású magyar családi ház esetében ez az érték kb. a duplája, kwh/m 2 év körül található, míg a korábbi épületek esetén elérheti az akár 600 kwh/m 2 év értéket is.

21 A HŐÁTBOCSÁJTÁSI TÉNYEZŐ (U, W/m 2 K) AJÁNLOTT ÉRTÉKEI (BME Épületszerkezettani tanszék)

22 PASSZÍVHÁZ - melyben a termikus komfortérzet azon friss levegőtérfogatáram utánfűtésével vagy utánhűtésével biztosítható, mely a kielégítő levegőminőség eléréséhez szükséges Dr. Wolfgang Feist - több energetikai műszaki jellemző együttes teljesülése - a minősítés külföldi tulajdonban lévő eljárás alapján - energiatudatos tervezés és kivitelezés, legkisebb energiaveszteséget eredményező A/V arány, üvegezett felületek szerepe, határoló felületek hőszigetelési mértéke, hőhídmentes kialakítás, légzárás,

23 AUTONÓM HÁZ - önellátó épület, - a közműhálózatoktól (víz, gáz, villany, csatorna) függetlenül is működőképes - nagyon alacsony energiaveszteséggel rendelkezik, - energiatakarékos berendezéseket és szelíd technológiákat alkalmazva pótolja energiaigényét, - a szennyvizet saját telkek belül kezeli

24 AKTÍV HÁZ - megújuló, elsősorban szoláris alapon - több energiát termel, mint amennyit felhasznál - a szolárépítészet továbbfejlesztett változata

25 Az épületek energiahatékonyságáról Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) szóló 2010/31/EU számú az épületek általános energiahatékonyságára vonatkozó irányelv (2002/91/EK) módosítása: - előirányozza, hogy 2021-től minden új építésű épület közel nulla energiafelhasználású és CO 2 kibocsátású épület legyen - ez a követelmény a középületekre már két évvel korábban be kell vezetni

26 (KÖZEL)NULLA ENERGIAIGÉNYŰ ÉPÜLET - hővesztesége minimalizált - a szoláris hőnyereséget jól hasznosítja, de védett a nyári felmelegedés ellen - az épületgépészeti rendszerek jó hatásfokúak, segédenergia igényük csekély - a közel nulla vagy nulla energiaigény jelenleg jellemzően kizárólag a fűtési/hűtési energiára vonatkoztatható, mert a villamosenergia illetve a melegvíz előállításához szükséges energia függ az épület rendeltetésétől és a használattól. Ezt az energiaigényt megújuló energiaforrásokból nyeri - az importált primer energia és az exportált primer energia éves szinten közel nulla

27 HÁROM SZINTŰ SZABÁLYOZÁS: - elemi szintű követelmények a határoló szerkezetekre és a gépészeti rendszerelemekre

28 HÁROM SZINTŰ SZABÁLYOZÁS: - fajlagos hőveszteségtényező (W/m 3 K) - összesített energetikai jellemző (kwh/m 2 a) lakóépületekre: irodaépületekre: A, B komfortkategóriájú irodaházakra egy szint esetén 102 kwh/m 2 a, több szint esetén 85 kwh/m 2 a, C komfort esetén 115 kwh/m 2 a 80 70

29 Transzmissziós - hővezetés - hőátbocsátás - konvcekció Filtrációs

30 Termikus burok: Felületfolytonosan, hőhídmentesen, pára- és légzáró módon az épület hővédelmét biztosító szerkezetek összessége - hőszigetelés - hőhídcsökkentő kiegészítő intézkedések - pára- és légzárás - szélzáró alátéthéjazat

31 mi a passzívház? - éves fűtési energiaigény: 15 kw/m 2 év - összes primerenergia- szükséglet 120 kw/m 2 év - külső fal: U 0,15 W/m 2 K - ablak: U 0,8 W/m 2 K - hőhídmentesség - pára- és légzáró képesség: n 50 0,6 h -1 - hőcserélővel társított szellőztetés - épülettömeg: A/V 0,7

32

33 Passzívház - gyökerek Építészeti koncepció Energetikai (épületenergetikai) filozófia: Súlypont: veszteségek minimalizálása nem a nyereségek maximalizálása

34 Passzívház - célok Fűtési energiaszükséglet csökkentése %-kal Lakótér komfortérzésének növelése Ár: bekerülési költség emelkedése 0-20 %-kal

35 Passzívház hőkép

36 Passzívház - veszteségek csökkentése Geometria (felület/térfogat aránya) Falak szigetelése (oldalfal, aljzat, tető) Nyílászárók Hőhidak elkerülése Légtömörség Kontrolált szellőztetés

37 Passzívház - passzív energiaforrások Napenergia tájolás, ablakfelületek tudatos tervezése, árnyékolás, ablakválasztás Hulladékhő műszaki berendezések Előlények Hővisszanyerés a légcserénél

38 Passzívház - légfűtés Szükséges légcsere: 30 m3/h/fő Maximális hőmérséklet: 50 C Fűtési teljesítmény: 10 W/m2 1 teagyertya = 30 W 15 m2-es gyerekszoba = 5 teagyertya Fűtési energiaszükséglet: 15 kwh/m2a = 1,6 m3 gáz/m2a

39 Passzívház műszaki adatok Külső falak: U = 0,15 W/m2K Nyilászárók: Uw = 0,8 W/m2K Ablakfelület = 0,4 x hasznos lakófelület Délre néző ablakarány = 70 % Légtömörség: n50 = 0,6 1/h Hővisszanyerés: hatásfok > 75 %

40 Passzívház - hőszigetelés A hőszigetelés hatékonysága Különböző anyagok - különböző vastagságok Rétegrend példák

41 Passzívház - nyílászárok 3-rétegű üveg Keret Beépítés Nyitható?

42 Passzívház - hőhidak Aljzat Födém Terasz Nyílászárók Vonalmenti hőhidak

43 Passzívház - légtömörség Légszigetelő szalagok alkalmazása Faláttörések Blower-Door mérés

44 Passzívház - épületgépészet Hővisszanyerős szellőztetőberendezés Passzívház fűtő és szellőztető kompaktkészülék Passzívház fűtő, szellőztető és melegvízelőállító kompaktkészülék Alacsony energiaigényű ház fűtő, szellőztető és melegvízelőállító kompaktkészülék

45 Passzívház - levegő-talaj hőcserélő Télen levegő előmelegítése Nyáron levegő hűtése Hossz: kb. 30 m, Mélység: 1,5-2 m, Átmérő: 20 cm Anyag: PP vagy PE

46

47

48

49

50

51

52 összetett követelmények: - télen meleg hőszigetelt, hőhídmentes - ne szeleljen! pára- és légzáró - nyáron hűvös átszellőztetett ( klíma? )

53 összetett követelmények: - télen meleg hőszigetelt, hőhídmentes - ne szeleljen! pára- és légzáró - nyáron hűvös átszellőztetett ( klíma? )

54

55

56

57 4. KÜLSŐ OLDALI CSAPADÉK- ÉS SZÉLZÁRÁS + +

58

59

60 Légrés: átszellőzés, pára elvezetés

61 az áramló levegő alulról hűt Forrás: Dr. Tóth Elek

62 Forrás: Dr. Tóth Elek

63 kettős átszellőztetés külső légrés: hűtés belső légrés: páraelvezetés

64 egyszeres átszellőztetés hűtés és páraelvezetés

65

66

67 aljzatra készített szabad átlapolású alátétfedés

68 aljzatra készített szélzáró alátétfedés

69

70

71

72 szélzárás: cca. 10% energiamegtakarítás

73 összetett követelmények: - télen meleg hőszigetelt, hőhídmentes - ne szeleljen! pára- és légzáró - nyáron hűvös átszellőztetett ( klíma? )

74

75

76

77

78

79 tetőtéri térelhatárolások hőhidassága

80 átmenő faszerkezet: hőhíd! λ hőszig = 0,04 W/mK λ fa = 0,13-0,19 W/mK

81

82 hőhídhatás csökkentése: az átmenő keresztmetszet csökkentésével

83

84

85

86 2. HŐHÍDMENTES SZERKEZET HŐHÍD KIALAKULHAT anyag és szerkezetváltásnál geometriai váltásnál

87 7/2006 TNM

88 Megoldások hőhídhatás csökkentésére 1. többrétegű szerkesztés

89 Megoldások hőhídhatás csökkentésére 2. hőszigetelés bordavázak között

90 szarufa feletti hőszigetelés bordaváz nélkül

91 Ellenléc rögzítése szaruzat felett átmenő hőszigetelés esetén

92

93

94

95

96

97 NYÍLÁSZÁRÓ ELHELYEZÉS ÉRTÉKELÉSE HŐSZIGETELT FALSZERKEZET ESETÉN

98 összetett követelmények: - télen meleg hőszigetelt, hőhídmentes - ne szeleljen! pára- és légzáró - nyáron hűvös átszellőztetett ( klíma? )

99 Építési Piac, szám A. Bobocinski J. Pogorzelski nyomán nedvességtartalom ( g/m 3 ) a diffúzióval elszállított pára mennyisége a teljes páraáram %-a filtrációval távozik egészségügyileg szükséges légcsereszám légcsere ( h -1 )

100 3. BELSŐ OLDALI LÉG- ÉS PÁRAZÁRÁS

101 ne szeleljen! lég- és párazáró

102

103

104

105

106

107 LÉGTÖMÖRSÉGI HATÁRÉRTÉKEK az EnEV szerint Természetes szellőzésű épületek: n 50 3 h -1 Gépi szellőzésű épületek ( elszívóval szereltek is ): n 50 1,5 h -1 Hőcserélős szellőző berendezéssel ellátott épületeknél a DIN 1946 tervezetében (Szellőző berendezések) ajánlat n 50 1,0 h -1 Passzívházak ( Dr. Feist ): n 50 0,6 h -1

108 Blower-Door teszt MSZ-EN Blower-Door az áramló levegő mérése Nyomáskülönbség mérése Ventillátor

109

110 párakicsapódás!

111

112

113

114

115 szerelőréteg

116 A pára- és légzáró fóliával rendszersaját ragasztók, tömítők

117 Légzáró szerkezetek és csatlakozások kivitelezési irányelve

118 ködkép Blower Door

119 Ö K Ö L S Z A B Á L Y : tetőtérbeépítés egyszeres kiszellőztetésű térelhatároló szerkezeteinek páratechnikai méretezése elmaradhat: - ha a belső tér légállapotjellemzői a +22 C-t és a 60 %-ot nem haladják meg,

120 - ha a belső oldali párazáró réteg diffúziós egyenértékű légrétegvastagsági értéke sd 100 m, - ha a belső oldali párazáró réteg sd i 2 m, a külső oldali alátéthéjazat sd a 0,3 m határértékeknek megfelel,

121 - ha az sd i / sd a tényezők arányszáma a hatszorost meghaladja. minden más légállapotjellemző illetve klimatizált belső terek esetén egyedi páratechnikai méretezés kell!

122 Termikus burok: Az épület hővédelmét felületfolytonosan, hőhídmentesen, lég- és párazáró módon biztosító, a fűtött térfogatot határoló szerkezetek összessége. Elemei: tartószerkezet hőszigetelés és azt befolyásoló rétegek (lég- és párazárás, szélzárás) hőtárolást befolyásoló rétegek hőhídcsökkentő kiegészítő intézkedések üvegezett szerkezetek és árnyékolás

123 szemléletváltás szükséges de nem kell mindenkinek passzívházat építeni

124 köszönöm figyelmüket