1. Az energetikai tervezés alapjai

Átírás

1 Energetikai szemléletű tervezési módszerek - Energetikai tervezés - Zöldtető, zöldhomlokzat, kertterv, kör Bővebb infóért a témáról ingyenes HÍRLEVÉL kérhető itt: zo.hu/gx-design-studio 1. Az energetikai tervezés alapjai Egy épület tervezésénél nagymértékben döntünk a jövőbeni energiafelhasználás mértékéről. Az energetikai szempontokat a tervezés kezdetén kell az elképzelésekbe beilleszteni, hogy a megvalósult szerkezetek az épület építészeti koncepciójába integrálhatóak legyenek. A tervezés kései stádiumában felmerülő tervezési szempontok csak jelentős kompromisszumokkal építhetők be, így az energetikai szempontból előre átgondolt és megalapozott építészeti koncepció jelentős költségmegtakarítást eredményezhet. Tervezésnél a következő főbb, egymással szorosan összefüggő szempontokat kell figyelembe vennie a tervezőnek: - Épület telepítése - Épülettömeg - Alaprajzi elrendezés - Energetikai tervezési stratégiák lehetőségei (interaktív vagy defenzív) Az épületek energetikai besorolásánál az épületek alábbi tulajdonságait vesszük figyelembe: - éves fűtési energiafelhasználás - összes primer energiafelhasználás - légcsereszám éves fűtési energiafelhasználás Az éves fűtési hőigény kielégítésére szolgáló energia. Az éves fűtési hőigény a hőveszteségekből ( sugárzási és szellőzési hőveszteség) és a hőnyereségekből ( belső hőforrások és szoláris hőnyereség) számítható. 1 / 9

2 összes primer energiafelhasználás Általánosságban az épület teljes életciklusa során felhasznált energiamennyiséget (fosszilis energiahordozókra vetítve) értjük alatta. Elemei: 1. létesítés energiaszükséglete (építőanyagok kitermelése, gyártása, szállítása, építés) 2. üzemeltetés energiaszükséglete 3. az épületben fellépő sugárzási nyereségek és hulladékhő (negatív előjellel figyelembevéve) Passzívházak tervezésénél és az épületek különböző energetikai osztályokba történő besorolásánál a ház által felhasznált összes energiát (fűtés, használati melegvíz, épületgépészet, világítás és háztartási gépek által felhasznált villamos áram) és ezen energia kitermeléséhez, előállításához, kitermeléséhez szükséges energiát jelenti. légcsereszám A légcsereszám értéke azt mutatja meg, hogy bizonyos nyomás hatására egy óra alatt hányszor cserélődik ki az épületben a levegő. 2. Épületkategóriák Energiafelhasználás szempontjából a német szabvány alapján a következő kategóriákat különböztetjük meg: 2 / 9

3 Energetikai szemléletű tervezési módszerek - Energetikai tervezés - Zöldtető, zöldhomlokzat, kertterv, kör éves fűtési energiafelhasználás régi épület (összehasonlításul) ~ 200 kwh/m² energiatakarékos ház (Energiesparhaus) kwh/m² alacsony energiafelhasználású ház (Niedrigenergiehaus) 3 / 9

4 Energetikai szemléletű tervezési módszerek - Energetikai tervezés - Zöldtető, zöldhomlokzat, kertterv, kör 50 kwh/m² ultraalacsony energiafelhasználású ház (Ultraniedigenergiehaus) 30 kwh/m² Passzívház(1) (Passivhaus) 15 kwh/m² Nulla energiafelhasználású ház (Nullenergiehaus) 0 kwh/m² 4 / 9

5 (1) A passzívház kritériumai emellett még: 120 kwh/m² összes primer energiafelhasználás, n 50 (50 Pa nyomás hatására kialakuló légcsereszám) < 0,6/h 3. Épületek energiamérlege Az épületenergetikát szem előtt tartó tervezési stratégiák célja az, hogy a fosszilis tüzelőanyagot fogyasztó gépészeti rendszer szükséges teljesítményét ésszerű költségráfordítással, az építészeti, funkcionális igényekkel összhangban tartva alacsony értékre szorítsa. Az épületek energiamérlege több tétel algebrai összegzésével határozható meg: Q t + Q hh + Q sz + Q s + Q b + ΔQ t /Δτ + Q G = 0 Az egyes összetevők pozitív, mások negatív előjelűek, a pillanatnyi időjárási és üzemeltetési feltételektől függően. Egyes tagok értékét jelentősen befolyásolja az épület épületszerkezeti és építészeti kialakítása. Q t transzmisziós hőveszteség épületszerkezeti tervezés: határoló szerkezetek hőátbocsátási tényezője építészeti tervezés: a fűtött teret burkoló felületek nagysága (kompakt vagy mozgalmas tömegformálás) Q hh hőhidak miatti hőveszteség épületszerkezeti tervezés: csomópontok kialakítása 5 / 9

6 építészeti tervezés: a sarokélek, csatlakozási élek, hőhidak hosszát az épület tömegformálása, homlokzati tagozatai, erkélyei, loggiái, belső térosztása határozzák meg Q sz szellőzési hőveszteség épületszerkezettervezés: jó csomópontok kialakításával csökkenthető az állagvédelmi szempontból szükséges légcsere építészeti tervezés: megtakarítási lehetőséget kínál a friss levegő előmelegítése fűtetlen terekben, pufferzónákban, szoláris rendszerelemekben. Ez az alaprajz, a térkapcsolatok szervezésével, a nyílászárók elrendezésével illetve a megfelelő szoláris rendszerelemek alkalmazásával függ össze. Q s sugárzási hőnyereség épületszerkezettervezés: üvegezés rétegszáma és típusa, az ablakosztások, árnyékolószerkezetek építészeti kérdés: elsődleges az épület tájolása, tömegformálása, üvegezési aránya Q b belső hőterhelés ΔQ t /Δτ tárolt hő változása épületszerkezettervezés: a tárolt hő mennyisége szerkezetek anyagától, rétegrendjétől és a burkolatoktól függ 6 / 9

7 Q G épületgépészeti rendszerek teljesítménye 4. Energetikai tervezési stratégiák Az épülettervezési módszerek összességében arra alkalmazhatók, hogy az épület hőveszteségei minél kisebbek, a potenciális hőnyerő felületek minél nagyobbak legyenek. Ezáltal megkülönböztethetünk veszteségcsökkentési és nyereségorientált stratégiákat. Mindkét stratégiának van létjogosultsága, hogy melyiket kövessük, az mindig egy-egy feladat ismeretében dönthető el. stratégia 4.1 Veszteségcsökkentési (védekező, defenzív) Cél a negatív áramok (télen a veszteségáram, nyáron a nyereségáram) csökkentése. Ha a benapozás feltételei a tervezési helyszínen a terepalakulatok, utcavonalak, meglévő vagy várható beépítés miatt rosszabbak, akkor célszerű a veszteségcsökkentési stratégiát követni. A defenzív stratégiával tervezett épületek jellemzői: - kompakt tömegformálás - kis üvegezési arány - jó légzárás - jó hőszigetelés Ezen feltételek teljesülése mellett a hőveszteség kicsi, kisebb tehát a beépítendő 7 / 9

8 fűtőteljesítmény is. 4.2Nyereségorientált ( szoláris, interaktiv ) stratégia Cél a pozitív áramok (télen a nyereségáram, nyáron a veszteségáram) növelése. Jó benapozási feltételek mellett előnyösebb megoldást nyújthat a nyereségorientált stratégiával épített ház. Az interaktív szemlélettel tervezett épületek jellemzői: - a tömegformálást a tájolás, benapozás határozza meg - nagy üvegezési arány - energiagyűjtő elemek - nagy hőtároló tömeg Természetesen a szoláris épületek szerkezeteit is jó hőszigeteléssel kell ellátni, a nagy üvegezési arány miatt azonban a transzmisszós hőveszteség mindig nagyobb lesz, mint egy defenzív épület esetében. A veszteségek csúcsértékei mérsékelhetők, ha az ablakokon és más energiagyűjtő elemeken mozgatható hőszigetelő-árnyékoló szerkezeteket alkalmazunk, amelyek egyszersmind a helyiségek nyári túlmelegedésének kockázatát is mérséklik. Annak ára, hogy a nagy üvegfelületeken energiát gyűjtünk be az, hogy éjszaka vagy borult, hideg időszakokban a veszteségek nagyobbak. Ezen időszakok átvészelése érdekében szükséges, hogy az épületnek nagy hőtároló képessége legyen és a veszteségek egy részét a tárolt hőből fedezzük. 8 / 9

9 Ahhoz, hogy elegendő ablakot és más energiagyűjtő felületet lehessen a kedvező tájolású homlokzatra helyezni, fel kell adni a kompakt tömegformálást. Ez szintén a transzmissziós hőveszteség növekedéséhez vezet, mivel adott fűtött térfogatot fajlagosan nagyobb külső felülettel veszünk körbe. Mindezek eredményeképpen a többnapos, borús, hideg időszakok miatt nagyobb teljesítményű kazánok, fűtőberendezések beépítésére van szükség. Magyarországon a klimatikus viszonyok miatt nyereségorientált stratégia eszköztárából télen a hagyományos fűtés; ősszel, tavasszal a passzív fűtés; nyáron pedig elsődlegesen a hőtárolás, az éjszakai szellőztetés és a levegőnedvesítés alkalmazható. Share: 9 / 9