Kéthéjú homlokzatok. Két jellemzı példa a lehetséges üzemállapotokra.

Átírás

1 Kéthéjú homlokzatok Mi a kéthéjú ( klíma ) homlokzat lényege? Az, hogy a két héj közötti tér az épület légtechnikai rendszerének szerves része. Az ott áramló levegı vagy az épület hıveszteségét mérsékli vagy a nem kívánatos nyári sugárzási hıterhelést csökkenti. Egyes esetekben a friss szellızı levegı beáramlása vagy a szennyezett belsı levegı eltávolítása is itt történik, de ez nem törvényszerő. A levegı áramlását a gépi szellızés miatti nyomáskülönbség vagy a felhajtóerı biztosítja. A két héj között védetten elhelyezkedı árnyékoló rendszer helyes használatával célozható meg a (néha egymással ellentmondásos) világítási és a hıtechnikai igények kielégítése. A hatékonyság nagyban függ az üzemeltetéstıl, a szabályozástól. Két jellemzı példa a lehetséges üzemállapotokra. 1

2 A két héj között belülrıl kifelé áramló levegı lehől, hogy mennyire, az a két héj hıátbocsátási tényezıitıl és a homlokzat felületegységére jutó légáramtól (m 3 /h,m 2 ) függ. (Nagyobb légáram esetén a lehőlés kisebb.) A helyiségbıl távozó hıáram egyégnyi felületre a példabeli számokkal q b = U b (20 17) 15 o C 0 o C 17 o C U b 20 o C A külsı héj egységnyi felültén át távozó hıáram a példabeli számokkal q k = U k (17 0) Ez a hıáram azonban nem a helyiség transzmissziós hıvesztesége! Ez az egyszer már szellızési veszteséglistán leírt távozó szennyezett levegı hıtartalmából származik! Az épületet a meleg, távozó szennyezett levegıbıl képzett burokban tartjuk. U k 20 o C Légáram belülrıl kifelé Az. árnyékoló szerkezet védett elhelyezkedéső. Az elnyelt sugárzástól felmelegedett árnyékoló mindkét oldaláról kívülrıl érkezı és kifelé távozó levegı mossa le a hıt. Az árnyékoló tehát olyan hatásos, mint a külsı árnyékolók, de olyan egyszerőbb kivitelő lehet, mint a belsı árnyékolók. Külsı légfüggöny 2

3 Légvezetési változatok (+ a zárt állapot) 5 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx Rendszerezés szempontjai: Particionálás Szellıztetés módja Légvezetés iránya 3

4 Tipológia a szerkezeti particionálás szempontjából szellıztetett ablak szellıztetett homlokzat - egymás melletti (dobozos, juxtaposed): egy szint magas, egy traktus széles) - folyosó típusú (egy szint magas, de akár körbefutó) - shaft-box, kürtıs (egy szint magas, traktusonként elválasztva, két traktus találkozásánál transzparens - épületmagasságú kürtı) - teljes homlokzat (általában fix belsı üvegezéssel, csak kezelıajtókkal akusztikailag hatásos -, többnyire csak külsı légfüggöny vagy zárt állapot) - ház a házban louver-type (nyitható lamellás) Tipológia a szerkezeti particionálás szempontjából szellıztetett ablak szellıztetett homlokzat - egymás melletti (dobozos, juxtaposed): egy szint magas, egy traktus széles) - folyosó típusú (egy szint magas, de akár körbefutó) - shaft-box, kürtıs (egy szint magas, traktusonként elválasztva, két traktus találkozásánál transzparens - épületmagasságú kürtı) - teljes homlokzat (általában fix belsı üvegezéssel, csak kezelıajtókkal akusztikailag hatásos -, többnyire csak külsı légfüggöny vagy zárt állapot) - ház a házban louver-type (nyitható lamellás) 4

5 Szellıztetett ablakok természetes szellızésre (az üvegezések közötti légmozgás természetes), külsı légfüggöny vagy mindkét irányú külsı-belsı levegıvezetésre (ezen felül az ablakok még nyithatók is). Szellıztetett ablak a többszörös üvegezéső ablaktól csak az alig látható légbevezetı rések különböztetik meg. 5

6 Tipológia a szerkezeti particionálás szempontjából szellıztetett ablak szellıztetett homlokzat - egymás melletti (dobozos, juxtaposed): egy szint magas, egy traktus széles) - folyosó típusú (egy szint magas, de akár körbefutó) - shaft-box, kürtıs (egy szint magas, traktusonként elválasztva, két traktus találkozásánál transzparens - épületmagasságú kürtı) - teljes homlokzat (általában fix belsı üvegezéssel, csak kezelıajtókkal akusztikailag hatásos -, többnyire csak külsı légfüggöny vagy zárt állapot) - ház a házban louver-type (nyitható lamellás) Dobozos klímahomlokzat részlete. A légrés jellemzı mérete 5 20 cm 6

7 Emeletmagas gépi szellıztetéső, belsı légfüggöny légvezetéső dobozos (juxtaposed) klímahomlokzat részlete. Karbantartási céllal a belsı üvegezés nyitható, ennek helyigénye van. Egy másfajta nyitási mód ugyancsak karbantartási céllal 7

8 A karbantartást megkönnyíti a folyosó szélességő légrés. Ezt a méretet a homlokzaton végigfutó, adott esetben többszintes elrendezés esetén szokták alkalmazni. A többszintes változatban a két héj közötti tér összefüggı, ha a kezelıjárdákat (amelyek árnyékvetı szerepet is betöltenek) terpesztett lemezbıl, élére állított lapos idomból rácsként alakítjuk ki. Jól látható, hogy a kezelıjárdák nem jelentenek nagy akadályt a légáramlással szemben. 8

9 Folyosó típusú kéthéjú homlokzat ebben az esetben parapet fallal. Folyosó típusú kéthéjú homlokzat. A belsı tér szellıztetése szabályozható a folyosó mennyezetén látható nyílásokon keresztül jut a levegı a helyiségekbe. 9

10 Többszintes, természetes szellızéső változat Tipológia a szerkezeti particionálás szempontjából szellıztetett ablak szellıztetett homlokzat - egymás melletti (dobozos, juxtaposed): egy szint magas, egy traktus széles) - folyosó típusú (egy szint magas, de akár körbefutó) - shaft-box, kürtıs (egy szint magas, traktusonként elválasztva, két traktus találkozásánál transzparens - épületmagasságú kürtı) - teljes homlokzat (általában fix belsı üvegezéssel, csak kezelıajtókkal akusztikailag hatásos -, többnyire csak külsı légfüggöny vagy zárt állapot) - ház a házban louver-type (nyitható lamellás) 10

11 Itt távozik a kürtıbe a két héj között vagy a helyiségben felmelegedett levegı, amely alul lép be kívülrıl. A szintek egymástól elválasztottak Kürtı Kürtıs elrendezéső (shaft box) kéthéjú homlokzati elem sémája. Az elemek szintmagasságúak, minden elembıl kürtı vezet a tetıig. Természetes szellıztetésre, külsı légfüggönyös légvezetésre alkalmas változat. A kürtıs egységekkel kialakított kéthéjú homlokzat mőködésének sémája 11

12 Kürtıs kialakítású kéthéjú homlokzat részlete. A kürtı készülhet üvegfalakkal is. Tipológia a szerkezeti particionálás szempontjából szellıztetett ablak szellıztetett homlokzat - egymás melletti (dobozos, juxtaposed): egy szint magas,egy traktus széles) - folyosó típusú (egy szint magas, de akár körbefutó) - shaft-box, kürtıs (egy szint magas, traktusonként elválasztva, két traktus találkozásánál transzparens - épületmagasságú kürtı) - teljes homlokzat (általában fix belsı üvegezéssel, csak kezelıajtókkal akusztikailag hatásos -, többnyire csak külsı légfüggöny vagy zárt állapot) - ház a házban louver-type (nyitható lamellás) 12

13 Ha a légrés vastagsága meghaladja a 2 m-t, akkor az már emberi tartózkodásra is alkalmas lehet. Commerzbank, Frankfurt a. M., Foster 13

14 Tipológia a szerkezeti particionálás szempontjából szellıztetett ablak szellıztetett homlokzat - egymás melletti (dobozos, juxtaposed): egy szint magas, egy traktus széles) - folyosó típusú (egy szint magas, de akár körbefutó) - shaft-box, kürtıs (egy szint magas, traktusonként elválasztva, két traktus találkozásánál transzparens - épületmagasságú kürtı) - teljes homlokzat (általában fix belsı üvegezéssel, csak kezelıajtókkal akusztikailag hatásos -, többnyire csak külsı légfüggöny vagy zárt állapot) - ház a házban louver-type (nyitható lamellás) Lamellás típusú homlokzat távlati képe egy mezıben a lamellák nyitott állapotban vannak 14

15 Részlet a lamellák zárt állapotban vannak, de a külsı héj természetesen így sem légtömör Szellıztetésre nyitott lamellák 15

16 Tipológia a szellıztetés módja szerint: gépi természetes hibrid Természetes szellıztetéső lamellás kéthéjú homlokzat 16

17 Természetes szellıztetéső, kürtıs rendszerő kéthéjú homlokzat Gépi szellıztetéső, dobozos kéthéjú homlokzat építés közben 17

18 A csatlakozó légcsatornák az álmennyezeti térben kerülnek elhelyezésre Tipológia a légvezetés szempontjából külsı légfüggöny belsı légfüggöny bevezetés elszívás zárt nyitott A variálhatóság teljes, ha mind a külsı, mind a belsı oldalon két két nyílás vagy csatlakozás van. Általában a természetes szellızés esetén jellemzı a nagyobb variálhatóság. A variálhatóságot duplázza az áramlási irány. Elvileg minden változat elképzelhetı, persze szerkezeti és tőzterjedési megkötöttségekkel. 18

19 Légvezetési változatok (+ a zárt állapot) 5 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx Külsı légfüggöny Nyári hıterhelés mérséklésére szolgáló üzemmód. Alulról felfelé természetes légmozgás. A hıterhelést csökkenti. A két üvegezés között az árnyékoló szerkezet védett helyen van (egyszerő típus választható, hasonlóan a belsı árnyékolókhoz), de arról kívülrıl származó és kifelé távozó levegı mossa le az elnyelt hıt. Télen a nyílások zárva vannak: ekkor egy egyszerő többrétegő üvegezéssel van dolgunk. 19

20 Belsı légfüggöny Gépi szellıztetésre jellemzı változat. A levegı a helyiségbıl általában alul lép be, felül pedig légcsatornában távozik. Jobb-bal irányú légvezetés is lehetséges (célszerő az árnyékoló lamelláival összehangolni az irányt). Értelme: a helyiségbıl csak a légrétegig van (kis hımérséklet különbség mellett) hıveszteség! A külsı héjon kifelé áthaladó hıáram a kidobásra szánt levegıbıl származik, amit egyszer már leírtunk szellızési veszteségként! Az árnyékoló szerkezet védett helyen van, az arról a levegıvel lemosott hı nem a helyiségbe jut. Télen az árnyékoló mint egy kollektor elnyelı felülete mőködik ( ablakkollektor ). A távozó levegı hıtartalma hıvisszanyerıben hasznosítható. A belsı légfüggöny természetes légkörzéssel is megvalósítható ablak méretben. Az ablak függélyes tengely körül forgatható, rétegek belülrıl kifelé téli állapotban: elnyelı üveg, alul-felül vízszintes réssel kétrétegő hıszigetelı üvegezés. Nyáron kifordítva külsı légfüggönyként mőködik. 20

21 Kívülrıl befelé Kevésbé jellemzı légvezetés. Természetes szellıztetés esetén télen alulról felfelé irányú légmozgással kismértékben elımelegített friss levegı vezethetı a helyiségbe. Ez igazán jól akkor mőködik, ha a külsı üvegezés mögött fal van, illetve a külsı üvegezés a parapetfalra is rátakar. A fal felülete kollektorként jól mőködik. Az üveg és a fal közé elnyelı lemez is beépíthetı, amelynek mindkét oldala érintkezhet az áramló levegıvel. Ha a levegıt a könyöklı magasságában bevezetjük, akkor falkollektorral (solar wall) van dolgunk. A parapetfal elıtt elhelyezett üvegezéssel, szellıztetett légréteggel hatékony falkollektor alakítható ki, télen elımelegített friss levegı vezethetı szabályozott módon a helyiségbe. A légréteg megkettızhetı, ha az elnyelı lemez nem érintkezik a hıszigetelı réteg külsı síkjával, ebben az esetben az elnyelı lemez mindkét oldalán van hıátadás. 21

22 Belülrıl kifelé Gépi szellızésre jellemzı légvezetés. A helyiségben túlnyomásnak kell lennie. Értelme: a helyiségbıl csak a légrétegig van (kis hımérséklet különbség mellett) hıveszteség! A külsı héjon kifelé áthaladó hıáram a kidobásra szánt levegıbıl származik, amit egyszer már leírtunk szellızési veszteségként! Az árnyékoló szerkezet védett helyen van, az arról a levegıvel lemosott hı nem a helyiségbe jut. A légáram iránya (felfelé, lefelé, jobbról balra) gépi szellıztetés esetén tetszés szerint választható (célszerő az árnyékoló lamelláival összehangolni az irányt úgy, hogy az áramló levegı a lamellák tengelyével párhuzamosan mozogjon így az ellenállás kisebb, rezgés nem lép fel). Számos légvezetési változatra (beleértve a zárt állapotot is) módot adó, természetes szellıztetésre jellemzı elrendezés. 22

23 Gyakorlatban alkalmazott rendszerek /1. Gépi szellıztetéssel szellıztetett ablak és dobozos homlokzat belsı légfüggöny légvezetéssel (esetleg légcsatornában történı elszívással). Télen hıveszteség a helyiségbıl a belsı oldali U és a légréteg hımérséklete szerint, hıvisszanyerés lehetısége, nyáron a közbensı árnyékolóról lemosott elnyelt hı vagy a szabadba vagy légcsatornán keresztül hıvisszanyrıbe jut. Célszerő az áramlási irány és lamella pozíció összehangolása. A jellemzı légáram m 3 /h egy fm hosszra. A légrés jellemzı mérete cm, ha a belsı oldal nyitható (homlokzat esetén bútorozási megkötöttségek). A jobb hıszigetelı képességő üvegezés van kívül. Folyosós elrendezés esetén a légrés jellemzı mérete cm. Jó hıérzetet biztosít, télen számolni kell a kondenzáció kockázatával. Gyakorlatban alkalmazott rendszerek /2 Természetes szellızés esetén szabályozható (ez motorikusan távmőködtetett billenı-bukó szárnyakat feltételez) vagy szabályozhatatlan. Belsı légfüggöny légvezetést általában nem alkalmazunk (kivétel az elnyelı üveggel kialakított forgó ablak). Külsı légfüggöny nyáron hıterhelés csökkentésére aránylag megbízhatóan és önszabályozó módon mőködik. Elszívás jó lehet télen a transzmissziós hıveszteség csökkentésére, bevezetés légutánpótlásra és esetleg a szellızési veszteségek csökkentésére ezek az üzemmódok a nyomásviszonyokra nagyon érzékenyek, magasházak esetén az épületen belüli nyomásviszonyok is okozhatnak gondot. Zárt változatban csak a hıszigetelés javításáról lehet szó, de ez elég gyenge hatás. Általában járható folyosó, tömör vagy rácsos járdával tisztításra, karbantartásra. 23

24 A bemutatott héjak esetében bizonyos légvezetési módoknál a transzmissziós hıveszteséget mérsékeljük a távozó szellızı levegı hıtartalmának hasznosításával. Más légvezetési módokkal a sugárzási hıterhelést mérsékeljük. A falkollektoros és solar chimney rendszerben a sugárzási energiát hasznosítjuk a szellızı levegı elımelegítésére avagy a nyári természetes szellızés élénkítésére. Tetıvel egybeépített légkollektorokból légtechnikai rendszerbe jut a levegı közvetítésével a hı. Légjáratos opaque szerkezetek esetén fordított stratégia is elıfordul: a már veszteséglistán leírt transzmissziós hıveszteség áramot hasznosítjuk a szellızési hıigény mérséklésére. Ebben az esetben a szerkezetek hıtárolóképessége is komoly szerepet játszik. 24