Helyi erőrrások és kényszerek, anyagháztartás, példák. DR. Lányi Erzsébet PhD - Páricsy Zoltán BME - Épületszerkezettan

Átírás

1 Helyi erőrrások és kényszerek, anyagháztartás, példák

2 A fenntartható építés A Nemzetközi Építéskutatási Tanács (CIB) Fenntartható építés első nemzetközi konferenciája,(1994) Florida, Tampa / C. Kibert: Egészséges épített környezet létrehozása és felelős fenntartása az erőforrások hatékony kihasználásával, ökológiai elvek alapján. Azaz a fenntartható fejlődés/visszavonulás elvrendszerének érvényesítése az építésben az ökológia- tudomány fogalomkészletének és kutatási eredményeinek felhasználásával.

3 Lineáris és illeszkedő épületmodell Lineáris modell Pazarló bevitel (anyagok-ivóvíz, fosszilis energia) Rossz hatásfokú elhasználás Szennyező kibocsátások; (hulladékhő, romlott levegő, zaj, szennyvíz, szilárd hulladék, füst)

4 Lineáris és illeszkedő épületmodell Illeszkedő ház Minimális bevitel (megújuló energia, nem ivóvíz min. öko. anyag) Jó hatásfokú hasznosítás Korlátozott kibocsátás (nem mérgező, visszaforgatható)

5 A témakörök lehatárolása CIB W82 Jövőkutatási Bizottsága: A fenntartható fejlődés és az építés jövője c. projekt kidolgozása CIB: Építés és környezet c. Gävle-i világkonferencia (1998) eredményei: Anyagháztartás (újrahasznosítás, visszaforgatás). Energiaháztartás (takarékosság, megújuló, környezeti energiák). Levegőháztartás (belső téri levegőminőség, SBS, BRI). Vízháztartás (takarékosság, esővíz, szürkevíz). Autonómia (szubszidiaritás, kooperáció, partnerség).

6 Energiaforrások és használatuk következményei Tradicionális energiaforrások: emberi és állati izomerő, kis hatásfokú szél és vízenergia. A nagy sűrűségű fosszilis energiahordozók felfedezése és munkába állítása (400 rabszolga). (1kWh elektromos energia 734 db 50kg-s zsák, 10 m magasságra való felemeléséhez szükséges mechanikai energiával egyenértékű.) Óriási nagyságú és intenzitású technikai arzenál létrehozása és működtetése, ebből az épületek kb % (a technikaihoz nem nyúlhatunk). Az evolúció milliószoros gyorsítása (200 millió év alatt keletkezett készletek elégetése 200 év alatt). Brutális beavatkozás a Föld cirkulációs rendszereibe, levegőszennyezés, savas esők, épületkorrózió.

7 Energiafajták és energiahordozók Definíció: az energia valamely anyagi rendszer munkavégző képességének mértéke. Energiafajták: mozgási-, helyzeti-, kémiai (vegyületek kötési)-, elektromos töltések potenciális-, sugárzási- (elektromágneses) és kötési energia (protonok és neutronok között). Nem megújuló energiák: fosszilis és hasadóanyag energiahordozók. Megújuló energiák: szoláris-, geotermális-, biomassza-, víz-, szél-, árapály-, hullámenergia, stb. energiahordozók (sűrűség és hozzáférhetőség nem egyenletes, tárolás/elosztás probléma).

8 Energetika Az energetika a természetben előforduló energiahordozók, ipari, fűtési, világítási célokra történő átalakításával, hasznosításával foglalkozik. Eltérő energiatartalom A primer energia : természetes állapotban lévő fosszilis és/vagy megújuló energiahordozók (szén, kőolaj, földgáz, nap, biomassza) energia tartalma. A szekunder energia : másodlagos energia a nemesített/átalakított energiahordozók (koksz, benzin, hő, áram) energiatartalma. A végső/haszonenergia : a maradék energiatartalma, a fűtőtestek hője, a helyiségek világítása, az autók mozgási energiája.

9 Energetika Az energiafogyasztások összehasonlítása csak primer energia tartalmuk alapján lehetséges. Az energiahordozók kitermeléséhez-, a másodlagos energiafajták előállításához is energiára van szükség.

10 Fenntartható energiagazdálkodás Az ENSZ Riói Környezet és fejlődés konferenciáján Megnyitott Éghajlatváltozási Keretegyezmény az üvegház gázok kibocsátásának csökkentéséről (a fosszilis energiahordozók gazdaságos hozzáférése, kimerülése). Megoldási lehetőségek elemei: a fosszilis források, takarékos és hatékony használata (pl. kapcsolt energia termelés) megújuló energiaforrások (nap, szél, biomassza, biogáz) integrálása a rendszerbe (kis energiasűrűség, időbeli eltérések). A véglegesen hasznosuló és a primer energia hányadosa az energiahasználat hatásfoka (%). Részhatásfok, rendszerhatásfok (szürke energia), veszteségek csökkentése.

11 Épületek életciklusra vetített energiamérlege Életciklusra vetített energiamérleg elemei: A létesítés energiafelhasználása, szürke energia (kitermelés, gyártás, szállítás, építés, bontás, újrafeldolgozás). Az épület üzemeltetésének energia szükséglete, annak teljes élettartama alatt, primer energiában kifejezve (elsődleges, fosszilis tüzelőanyagok energiatartalma). A megújuló forrásból származó, pl. sugárzási nyereségek és a hulladék hő hasznosítása.

12 Az épületek energiafogyasztása Az épületek hőszükséglete a hőveszteség és a hőnyereség különbségéből, valamint az előírások rögzítette hőigényből adódik. Épületek létesítése és használata a nemzeti fogyasztás kb. 50%-a. Az energiafogyasztás megoszlása átlagos lakóépületeknél: fűtés/hűtés 54% melegvíz készítés 11 % főzés, háztartási gépek 8% világítás 1% közlekedés 26%

13 Épületek fűtési/hűtési energiamérlege A fűtési/hűtési energiamérleg (54%): Qt + Qhh + Qsz + Qs + Qb + ΔQt/Δτ + Qg = 0 Az egyenlet tagjai: Qt =ΣAkr (ti-te) a transzmissziós hőveszteség, (A) a külső térelhatároló felület, (kr) rétegfelépítésének hőátbocsátási tényezője, a (ti-te) a mértékadó belső és külső hőmérséklet különbsége. Qhh = Σ l kl (ti-te) a hőhidak hővesztesége, (l) a hőhíd (csatlakozási él) hossza, (kl) vonalmenti hőátbocsátási tényező. Qsz = L ρ c a szellőzési hőveszteség, (L) a szellőzőlevegő térfogatárama, (ρ) a levegő sűrűsége, (c) a levegő fajhője. Qs = Σ At I N a (nap)sugárzási hőnyereség, (At) a transzparens szerkezetek felülete, (I) a sugárzás intenzitása, (N) a naptényező. Qb = nem fűtési célú forrásokból származó, belső hőterhelés. ΔQt/Δτ = a tárolt hő változása, a térhatároló szerkezetekben az időben változó külsö/belső hatások miatt elnyelt vagy felszabaduló energiaáram. Qg = a gépészeti rendszerek fűtő/hűtő teljesítménye. Az egyenletben szereplő összetevők a pillanatnyi időjárási és üzemeltetési feltételektől függően pozitív vagy negatív előjelűek.

14 Energiatudatos építés A fosszilis energiák takarékos, hatékony felhasználása, a káros kibocsátások csökkentésével és a megújuló energiák bekapcsolása az épület használatába. Cél a hőszükséglet ésszerű határig való csökkentése. Lehetőségek: A hőveszteség korlátozása a térelhatároló szerkezetek hőszigetelésével és hővisszanyerő berendezésekkel (defenzív tervezési stratégia). A megújuló forrásokból származó hőnyereség növelése, pl. a megfelelő tájolású transzparens felületek és a tároló tömeg tudatos kialakításával (nyereségelvű tervezési stratégia).

15 A környezeti energiák felhasználási lehetőségei Passzív rendszerek: napenergiára épített, az üvegházhatás elvén alapuló rendszer, melyben az épületszerkezetek látják el az épületgépészet feladatát. Az aktív és hibrid környezeti energiahasznosító rendszerek részben vagy egészen gépészeti eszközökkel gyűjtik be, tárolják (kollektorok) és hasznosítják a nap, föld, levegő, talajvíz hőenergiáját. A fotovoltaikus elemek a nap energiáját felhasználva közvetlenül termelnek villamos energiát.

16 Épületek energiaszintje Átlagos, alacsony energiájú és passzív házak: (5-300 kwh/m2év fajlagos fűtési energiafelhasználással) 1 l tüzelőolaj = 1 m 3 földgáz = 10 kwh/m 2 év. Hőszigeteletlen épületek: kwh/m 2 év Hőszigetelő falazóblokkból: kwh/m 2 év Alacsony energiafogyasztású házak: 60 kwh/m 2 év Minergia házak (Kriesi): 30 kwh/m 2 év Passzív házak (Feist): 15 kwh/m 2 év Kvázi nulla energiaigényű házak Energiatermelő házak.

17 Épületek energiafogyasztása korlátozásának lehetőségei A hőveszteség csökkentése: különleges mértékű hőszigetelésű külső térelhatároló szerkezetekkel. A déli tájolású transzparens felületek optimális méretének megválasztásával: szoláris nyereség növelése. A szerkezetek hőtároló képességének növelésével. Energiatakarékos gépészeti és háztartási berendezésekkel. A szellőzési hőveszteség korlátozásával: pl. légtömör határoló szerkezetekkel. A hulladékhő hasznosítása hőcserélő berendezésekkel.

18 Napházak

19 Passzív hasznosítás

20 Hibrid hasznosítás

21 Levegőháztartás A helyiség-klíma jellemzőit és alakítását, a belső téri levegő minőségét és annak az emberi egészségre vonatkozó kockázati elemeit takarja. Mindkettő befolyásolja az energia- és az anyagháztartást is.

22 A levegő jellemzői Légzésre alkalmas összetétel: egészséges összetétel (78% nitrogén, 21% oxigén, egyéb gázok 1%) változatlan. Klímajellemzők: hőmérséklet, víz- és páratartalom, mozgási sebesség, stb. Hordozó közeg: hanghullámok, illat- és szennyezőanyagok, stb. Levegő minőség. A felsorolt jellemzők meghatározó, számszerűsített értékei, melyek befolyásolják a közérzetet (komfort és kényelemérzetet) és az emberi egészséget is.

23 A belső levegő klimatikus jellemzői és minősége Az épületek a természeti tértől speciálisan kialakított síkokkal leválasztott tércsoport. A külsőtől nagymértékben eltérő klimatikus és/vagy minőségi viszonyokat kell létrehozni és hosszabb ideig fenntartani. Klimatikus követelmények: helyiség rendeltetés függvénye. A kívánt légállapot: az energia-, levegő- és nedvességáramok célszerű szervezésével (csökkentésével vagy mesterséges forrásból való kiegészítésével) alakítható ki, illetve tartható fenn. A levegőminőség előírt/javasolt összetétele és max. káros anyag tartalma.

24 Közérzet A közérzet: az épített és természetes környezeti hatásokhoz való alkalmazkodás mértéke. Az egyes tényezők összeadódnak, egymással kölcsönhatásba lépnek, a szervezet a komplex hatásokra reagál. A hatások egy része (pl. hő-, nedvesség-, elektromágneses sugárzások-, toxikus-, zaj-, rezgés-, fény-, szín-, térarányok-, szag- és huzathatás) mérhető, (konkrét fizikai, biológiai paraméterek). Más részük szubjektív kategória.

25 A közérzet összetevői Komfortérzet: hőmérséklet, páratartalom, légsebesség, zaj- és fényhatások. Kényelemérzet, pszichológiai és egészséget befolyásoló tényezők: levegő minősége, ionizáció, szaghatások, tájékozódás, biztonság, térarányok, színek, zsúfoltság, szeparáltság, stb.

26 A számszerűsíthető paraméterek Az épület és gépészete (szerkezet- és anyag-, gépészeti berendezések-, vezetékek) paraméterei. A külső környezet paraméterei (meteorológiai- és talajjellemzők, levegő-összetétel, elektromágneses sugárzás, zaj). Belső környezeti paraméterek (hő- és nedvességtechnikai, a beépített anyagokból származó levegő-összetétel). Az épülethasználatból eredő paraméterek (az életmódból származó levegő összetétel, elektromágneses sugárzás, zaj, stb.).

27 Levegőminőség definíció A belső levegőminőség alatt a komfortterek levegőjének minden olyan nem termikus jellemzőjét értjük, melyek az ember közérzetét (egészségét) befolyásolják. Az angolszász irodalomban: az Indoor Air Quality (IAQ). A német nyelvterületen: a Raumluftqualitat elnevezéssel találkozunk. A viszonylag új interdiszciplináris tudományterület alapjait P.O. Fanger (Technical University of Denmark) dolgozta ki, akit többen is követtek.

28 Levegőtisztaság és munkahelyi egészség védelem Az általános komfortterekre (lakás, középület) nincs hazai egészségügyi előírás, a WHO ajánlásaira hivatkoznak. A levegőtisztaság védelem a külső téri levegőminőségre vonatkozik. Területi besorolás (Védett I.-II., Kiemelten védett) függvényében imissziós határértékekek a vizsgált hely és az észlelés időtartama függvényében. (MIK: Maximale Imissions-Konzentration) Munkahelyi egészségvédelem megengedett koncentráció értékeket ad (kmeg, μg/m3); ÁK-t (átlagos koncentráció a műszak során), az MK-t (műszak alatt mért maximális koncentráció) és a CK-t (csúcskoncentráció, legfeljebb 30 percen át megengedett). (MAK Maximale Arbeitsplatz-Konzentration) A Msz veszélyességi kategóriái a kifejezetten veszélyestől (VA-D), az erős mérgeken (M-I-IV) át a karcinogén (k) rákkeltő anyagokig terjednek, különböző fokozatokban.

29 Expozíciós utak A szervezetbe a káros/mérgező anyagok: inhalációs, dermális és táplálkozási úton juthatnak. A zárt terekben az expozíciós utak elsősorban inhalációsak, ezért csak a levegőminőséggel foglalkozunk, az egészségen kívül a közérzetet is befolyásolja. Elsősorban a levegőt szennyező anyagokat, forrásaikat és a szervezetbe kerülés egészségügyi következményeit vesszük sorra.

30 A levegőminőség fizikai kockázati tényezői - I. A radon geotoxikus karcinogén nemesgáz. A hazai átlagos becsült radon szint Bq/m3, az országos átlag Bq/m3. A WHO ajánlás 100 Bq/m3. A kiáramlás mértékét a szemcsés és repedezett talajok növelik, építőanyagokban is lehet. Az ionkoncentráció: elektromosan töltött anyagrészecskék mennyisége (nap-, kozmikusvagy radon sugárzás hatására). A levegőminőség szempontjából a pozitív nitrogén és a negatív ózon-ionok a leglényegesebbek. Az unipolarizáció, a pozitív vagy negatív ionok túlsúlyba kerülésének biológiai hatásai. A nehéz pozitív ionok idegfeszültséget, vérnyomás emelkedést okoznak és vonzzák a szennyeződéseket. A könnyű negatív ionok hatása jó. Előírás nincs, de kedvező, ha a levegő 1ml-ként negatív iont tartalmaz

31 A levegőminőség fizikai kockázati tényezői -II. A rostkoncentráció, hőszigetelő és tűzvédő anyagok: az azbeszt-, kőzet-, salak- és üveggyapot termékek, kerámia- és cellulóz rostok mikroszkopikus méretű szálainak egy részére van megengedett koncentráció érték. (Azbeszt; 0,01-0,2 rost/cm3, üveggyapot; 1,0 rost/cm3), Karcinogén hatásúak. A megbetegedés kockázatát a ragasztóanyagok (pl. formaldehid gyanta alapú ragasztók) fokozhatják. A zaj, az emberek 85-90%-t zavaró hanghatás: a zajforrások, WHO ajánlások munkahelyek és lakóépületek esetében. A tevékenységekre, épületszerkezetekre és helyiségekre vonatkozó lég és testhang gátlási követelményeket (határértékeket) szabványok tartalmazzák. Lakóépületek hálószobáiban éjszaka az ajánlott maximális zajszint 35 dba, éjjeli környezeti zaj 45 dba, nappali környezeti zaj 55 dba, a munkahelyeken a jó beszédérthetőség elősegítésére 45 dba, a halláskárosodás megelőzésére 75 dba.

32 A levegőminőség kémiai kockázati tényezői - I. A formaldehid (HCHO): könnyen párolgó szerves vegyület. Építőlemezek, bútorlapok, hő- és vízszigetelések segédanyagaiban (ragasztó, bevonó, stb.), felületvédő és gombamentesítő szerekben, lakástextilekben, tisztítószerekben és kozmetikumokban, dohányfüstben van. Légúti megbetegedéseket, memória és alvászavarokat, daganatot okoz. Országos Levegőminőségi Normabizottság belső téri határértékként 0,6 mg/m3-t határozott meg. A formaldehid V-A (kifejezetten veszélyes), M-1 erős méreg, CK (csúcskoncentráció, azaz egy műszakban legfeljebb 30 percig megengedett) k (karcinogén) minősítést kapott.

33 A levegőminőség kémiai kockázati tényezői - I. Az illékony szerves anyagok, V.O.C. (Volatile Organic Compounds): alifás, aromás, halogénezett szénhidrogének, terpének, észterek, aldehidek és ketonok. Határérték: munkahelyi MAK értékek. Építőanyagok összetevőiként, pl. a BENZOL (C6H6) megtámadja a légzőszerveket, csontvelőt, az immunrendszert és daganatkeltő. A KLOROFORM (CHCL3 ) a szemet, a központi idegrendszert a májat és a vesét is károsítja, karcinogén. A METIL-KLORID központi idegrendszerre veszélyes, ezenfelül máj-, vese- és szív-érrendszerei károsodásokat, a TOULOL (C6H5CH3) légző és központi idegrendszeri károkat és szívritmus zavart okoz.

34 A levegőminőség kémiai kockázati tényezői - II. Az égésből származó kémiai anyagok: A dohányfüst: több mint 1000 féle mérgezett összetevő (CO2, CO, nikotin, formaldehid, kátrány, hamu, stb), rákkeltő hatása. A kéndioxid (SO2) szén-, esetleg olajtüzelésű kályhák-kandallók égésterméke. Légző rendszeri károk, karcinogén hatás. Külső térben savas esők (erdőpusztulás, épület korróziók). MAK érték 300 μg/m3. Nitrogén-dioxid, nitrogén oxidok (NO2, NOx): dohányfüst, nyílt égésterű gázkészülékek, járművek (repülőgépek is) kipufogó gázai. Tüdő károsítás. Az Országos Levegővédelmi Normabizottság 100 μg/m3 24 órás átlagkoncentráció határértéket határoz meg. Szénmonoxid (CO): forrása nyílt égésterű gázkészülékek, kipufogó gázok, dohányfüst. Akadályozza az oxigénellátást, szívizom és központi idegrendszeri problémákat idéz elő. Az Országos Levegővédelmi Normabizottság 1000 μg/m3 határértéket ír elő 24 órás átlagkoncentrációra.

35 A levegőminőség kémiai kockázati tényezői - III. Az ózon (O3): természetes formában véd a napsugárzás káros összetevőitől, mesterséges formában (talajközeli ózon; elektromos kisülések, elektrosztatikus légtisztítók, fénymásoló gépek) azonban szem-, orr-, torokés tüdő problémák előidézője. MAK érték 20 μg/m3. A por inhalációs úton kerül szervezetünkbe. Az egészségre a 10 μm (PM10)-nél kisebb átmérőjű, szervesanyagtartalmú szemcsék a legveszélyesebbek. Elsősorban égéstermékekből származnak (hamu, pernye, korom) a légutakat és a tüdőt károsítják, allergének, esetenként karcinogén hatásúak. WHO szerint μg/m3 is jelentős kockázattal jár. Hazai előírások csak a külső téri (200 μg/m3) és a munkahelyek levegőjével kapcsolatban vannak.

36 A levegőminőség biológiai kockázati tényezői A baktériumok és vírusok: forrásai emberi tevékenységek (beszéd, köhögés), rosszul karbantartott gépészeti berendezések (WC-öblítés, melegvíz hálózatok, tűzivíz rendszerek, akváriumok, vizes hűtőtornyok, mesterséges szellőzés, légkondícionálás). Fertőző aeroszolok és a légionella bektérium táptalaja a melegvíz, fém és algák. Hatások: influenzás tüneteket, tüdőbajt és diftériát is okozhatnak. Cseppekként kerülnek a levegőbe, szilárd részeik, ott maradnak. A leülepedett részek hosszú túlélési képességük miatt hónapokig fertőznek. Határérték nincs, a kórokozók meghatározási nehézségei miatt tájékoztató számok sincsenek.

37 A levegőminőség biológiai kockázati tényezői A gombák: általában nedves helyeken jelennek meg az épületekben, (pl.hibás nedvességszigetelés, hőhidaknál létrejövő párakondenzáció) növények, akváriumok környezetében is. A gombák, illetve azok spórái asztmát, allergiát okoznak. A penészgombák (pl.aspergillus éa Penicillium), tartósan 70% feletti relatív páratartalmú helyiségekben szaporodnak. Táplálékuk: festékek, por, cellulóz, ragasztók.

38 A levegőminőség élettani- higiéniai kockázati tényezői Az emberi életfeltételek egyik összetevője az oxigénfelvétel és a széndioxid leadás. Mindkettő tevékenységfüggő. Alvás esetén pl. az oxigén fogyasztás 14 l/h, a széndioxid leadás 12 l/h, pihenés, olvasás, könnyű szellemi munka esetén 18 és 15 l/h, könnyű fizikai munkánál 35 és 30 l/h, nehéz fizikai munka esetén ennél nagyobb. A levegőminőség: tudományos kutatások az 1980-as évektől. Energiatakarékossági kényszer miatt csökkentették a légcsere számot, gyakoribbak az épülethasználathoz kapcsolható megbetegedések (S.B.S., B.R.I.). A légszennyezésnek csupán 13%-a származik az emberi légzésből, a többi a már ismertetett egyéb tényezők következménye (Fanger vizsgálatai). A szellőzés igényt valamennyi szennyezőanyag figyelembevételével számolják, irreálisan magas levegő mennyiségigény. Kompromisszumként a WHO m3/h,fő mennyiségével számolnak.

39 Levegőminőség összegzés A belső téri levegőminőségnek elsősorban egészségügyi következményei vannak. A minőség összetevői, a károsodás kockázati tényezői szelektíven mérhetők, a minősítés elvégezhető, de a kumulatív, additív hatásokra nincs mérési módszer. A közérzethez/egészséghez a pszichikai tényezők is hozzájárulnak.

40 A belső terek klimatikus viszonyai A helyiség klíma fenntartásához szükséges kiegészítő energia mennyiségét a tércsoportot határoló síkokat alkotó épületszerkezetek jellemzői is befolyásolják. A klíma-jellemzők: műszaki szabályozás követelményei, meghatározzák a szerkezetek teljesítményét. A közérzetet befolyásoló tényezők: a (hő)komfortérzet, a kényelemérzet/egészség fenntartása.

41 A termikus komfort - hőérzet Az élő szervezet hőérzetét az emberi test és környezete közötti hő- és anyagtranszport folyamatok határozzák meg..a kellemes hőérzet az a tudati állapot, amely a termikus környezettel kapcsolatos elégedettséget fejezi ki (ASHRAE (1981) sz.) A hőérzetet befolyásoló paraméterek: - a levegő hőmérséklete és annak térbeli és időbeli eloszlása,a környezet felületeinek sugárzási középhőmérséklete, - a levegő relatív nedvességtartalma, illetve a vízgőz parciális nyomása, - a levegő áramlásának sebessége, - az emberi szervezet hőtermelése, leadása, szabályozása, - a ruházat hőszigetelése és a nedvességleadást befolyásoló hatása.

42 Az emberi hőtermelés fajtái - hőleadás Az osztályozás a tevékenységek intenzitása, az oxigénfogyasztás alapján: a nyugalmi (pihenés, alvás) állapot szerepel kiindulásként, könnyű, szellemi, ülő foglalkozások, melyek végzésekor a szervezet a nyugalmi oxigénfogyasztásának kétszeresét nem haladja meg, könnyű, fizikai munkánál az oxigénfogyasztás 2-4-szeres, a nehéz fizikai munka oxigénfogyasztása 4-8-szoros. A hőleadás mértékét a termelt hő mennyisége, a levegő hőmérséklete és mozgási sebessége határozza meg.

43 A hőtranszport és kompenzálása A szervezet igyekszik fenntartani azt a hőmérsékletkülönbséget, ahol a hőleadás létrejöhet (pl. ha nő a levegő hőmérséklete, a testfelület hőmérséklete is nő, hogy több, míg fordítva, hogy kevesebb hő távozzon a szervezetből). A folyamatoknak biológiai korlátai vannak, ezeken túl káros élettani hatások léphetnek fel. A hőtranszport összetevői egymással kompenzálhatók, pl. az alacsony hőmérsékletű helyiség-határoló felületek miatti sugárzásos hőleadás - a levegő hőmérséklet növeléssel (a hőátadás csökkenthető). A hőérzetet a levegő nedvességtartalma és áramlási sebessége is befolyásolja. A levegő mozgási sebességének növelésével a párologtatás intenzitása nő. A huzathatás káros.

44 Belsőtéri kondíciókra vonatkozó WHO ajánlások Lakó és középületekre: C léghőmérséklet, 50% relatív páratartalom, 0,1 0,15 m/sec légmozgás (télen) 0,3,- 0,5 m/sec légmozgás (nyáron). Az emberi szervezet általában 16 C 25 C-os léghőmérséklet határok között, 2 3 C függőleges és 2 C vízszintes irányú hőmérséklet eloszlás, illetve 1 C lég- és felületi hőmérséklet különbség mellett, viszonylag kevés energiát fogyaszt az alkalmazkodásra, komfortérzete megfelelő. Ezeken kívül túlhevülés, túlhűlés, vagy túlzott verejtékezés következhet be, ami légúti és reumás megbetegedésekhez és szívproblémákhoz vezet.

45 A jó közérzet feltételei - példák Megnevezés Dim. alvás pihenés Szell. munka Fiz. munka Energia felhasználás KJ/h Oxigén igény L/h Vízleadás L/h 0,4 0,5 1,2 3,0 Hőleadás W/h Elh Elviselhető légmozgás m/sec 0, ,05-0,1 0,3 1,0 Megfelelő léghőmérséklet Cº Megfelelő rel. páratartalom %

46 Környezeti energiaforrások Napsugárzás

47 A napsugárzást befolyásoló elemek Felületek: sugárzási hőmérlege szín, textúra, anyagfüggő; visszaverés, tárolás, elvezetés, felhasználás. Hatásai: energia érkezése, párologtatás, légáramok elindítása, stb. DR. Lányi Erzsébet PhD - Páricsy Zoltán BME - Épületszerkezettan

48 Sugárzási hőmérleg, színek, anyagok

49 Környezeti erőforrások Vízfelület, víztartalom A levegő és a víztömeg felmelegedése eltérő fázisban történik Hatások: hőmérséklet kiegyenlítés, párolgás hőelvonás, kisugárzás csökkentése, fagyvédelem Pormegkötés kedvező légáramlatok természetes világítás időhosszabbítása, reflexió DR. Lányi Erzsébet PhD - Páricsy Zoltán BME - Épületszerkezettan

50 Környezeti erőforrások Topográfiai viszonyok Mikroklíma: a felületeken zajló energiafolyamatok hasznosulása. Léghőmérséklet alakítása Helyi fel- és leszálló légáramlatok Hideg zugok Hőmérséklet rétegződés Hideg (levegő, por, stb.) tavak. DR. Lányi Erzsébet PhD - Páricsy Zoltán BME - Épületszerkezettan

51 Környezeti erőforrások Topográfiai viszonyok

52 Környezeti erőforrások Topográfiai viszonyok

53 Környezeti erőforrások Topográfiai viszonyok Hőmérsékletet befolyásolja: mélység, szélesség, talajfajta, kisugárzások, stb. Szántóföldi barázdák: melegebbek kb. 1 Cº -kal. Szűk utcák magas házak között: házfalak hőleadása, kisugárzás csökkenés DR. Lányi Erzsébet PhD - Páricsy Zoltán BME - Épületszerkezettan

54 Környezeti erőforrások Szélviszonyok Adottság, de befolyásolható: Szellőzés, légtisztítás Hűtés, páratartalom Csapadék szállítása. DR. Lányi Erzsébet PhD - Páricsy Zoltán BME - Épületszerkezettan

55 Környezeti erőforrások Szélviszonyok, szélvédelem

56 Környezeti erőforrások Vegetáció Minden növényzet hasznos, legjobbak az erdőtársulások. Hatások: Oxigén és biomassza termelés Párologtatás, hűtés Csapadékvíz helyben tartás, talajba juttatás Pormegkötés Erózió akadályozás. DR. Lányi Erzsébet PhD - Páricsy Zoltán BME - Épületszerkezettan

57 Környezeti erőforrások Vegetáció Minden növényzet hasznos, legjobbak az erdőtársulások. Hatások: Oxigén és biomassza termelés Párologtatás, hűtés Csapadékvíz helyben tartás, talajba juttatás Pormegkötés Erózió akadályozás. DR. Lányi Erzsébet PhD - Páricsy Zoltán BME - Épületszerkezettan

58 Környezeti erőforrások Városi klíma

59 Az épület megvalósításának eszközei Helykiválasztás Az önkormányzatok a rendezési-fejlesztési tervek készítésekor a tervezők, hatóságok, szakértők bevonásával dolgoznak. Ez egyes épületeknél nem megy. Ökológiai állapotfelvétel tartalmazza: Klímatikus adatokat (nap, szél, csapdék, stb.) Helyi nyersanyag és energiaforrásokat Felszíni vizeket Topográfiai, vegetációs viszonyokat Helyi kibocsátások, hasznosítható hulladékokat.

60 Az épület megvalósításának eszközei Alaprajzi és tömegalakítás Tájolás: lakóhelyiségek kelet, dél, nyugat, alárendelt helyiségek észak felé. Puffer terek: raktárak, fatárolók, télikertek, szélfogók, külső közlekedők. Belső klímazónák: lakószobák, hálószobák, konyha, fürdőszoba, pince.

61 Az épület megvalósításának eszközei Szerkezet- és anyagválasztás, technikák Lélegző (porózus, páraáteresztő) pára és nedvesség gazdálkodó szűrő, szagmegkötő hő-kiegyenlítő, hőtároló anyagok és szerkezetek növényi árnyékolás, szélvédelem, hőszigetelés napcsapdák, hőtároló tömegekkel.

62 Az épület megvalósításának eszközei Energia- és anyagáramok Energia felhasználás (fűtés, hűtés, világítás, melegvíz); alternatív források (biomassza, nap, szél, geotermális energia, napterek, stb.). Vízellátás, szennyvízkezelés: fúrt kutak, csapadékvíz hasznosítás, víztakarékos berendezések, gyökérzónás szennyvíztisztítók. Szellőzés, klímatizálás: nyitható felületek, szélviszonyok, széltornyok, vízfelületek, zöld homlokzatok, zöld tetők árnyékolók, célzott növénytelepítés (O 2 termelés, CO 2 elnyelés).

63 Az épület megvalósításának eszközei Energia- és anyagáramok Természetes világítás: transzparens és reflexiós felületek, napterek, fényaknák, fénypárkányok, vízfelület. Méretezés építésztervezők számára: a klasszikus Olgyay-féle bioklimatikus diagram, amely a léghőmérséklet, a relatív nedvességtartalom, a légsebesség és a sugárzásintenzitás összefüggéseire épít és szabad terek értékelésére is alkalmas.

64 Klímatudatos épület

65 Irodalom Dr Zöld András; Energiatudatos építészet, Műszaki Könyvkiadó, Budapest 1999, Bánhidi László-Kajtár László; Komfortelmélet, Műegyetemi Kiadó, Budapest 2000, I. Gabriel és H. Ladener; Kisenergiájú házak 1-2, Cser Kiadó, Budapest 2009, Beliczay E.-Ertsey A.-Dr Kontra J.-Koszorú L.- Dr Lányi E.-Medgyasszay P.- Novák Á.-Szántó K.- Dr Tiderencl G; Világváros vagy világfalu, Építész szeminárium Független Ökológiai Központ Alapítvány, Bp Dr Zöld András et al.; Az új épületenergetikai szab. (segédlet), BAUSOFT Pécsvárad Kft, Pécs 2006, Othmar Humm; Alacsony energiájú épületek, Dialóg Campus Kiadó, Budapest-Pécs Diel/Feist/krieg/Linden (Hrsg); Ökologisches Bauen und Sanieren, Ergenisse des Kongresses AGÖF und des AVE, C.F. Müller verlag Heidelberg, Egészségügyi Világszervezet, WHO/PCS/00.1; Nemzetközi kémiai biztonsági program

66 Köszönöm a figyelmet!