Magyarország-Szlovákia Határon Átnyúló Együttműködési Program 2007-2013 Partnerséget építünk Vállalkozások a fenntartható városfejlesztésért HUSK/1001/1.1.2/0046- SUSTAIN Példák az energiatudatos építészetre Ez a dokumentum az EUROPÉER Európai Fejlődésért és Együttműködésért Közhasznú Alapítvány (www.europeer.eu) és a Regionálna rozvojová agentúra Dolný Zemplín (www.rradz.sk) együttműködésében készült. További információ: sustain.europeerakademia.hu Európai Unió Európai Regionális Fejlesztési Alap
E kiadvány elkészítésének célja, hogy segítsünk megérteni a különböző épületműködtetési koncepciókat, melyeket mint tervezési célkitűzést a folyamat elején, a tervezési program kidolgozásánál már el kell dönteni. E koncepciók elsősorban az energetikára vonatkoznak. A tervezés elején már el kell elhatározni, milyen energetikai szintet illetve egyéb építési, működtetési követelményt célzunk meg. A szabályozók csak a kötelező minimumot írják elő, amitől felfelé el lehet térni. Ez a kiadvány elősegíti az előregondolkodást és megmutatja, hogy sokkal célszerűbb előretekinteni a jól látható fejlődési perspektívákra és olyan házakat építeni, melyek választ adnak a jelenkor kérdéseire és a következő generációkat is hasznosan tudják szolgálni. Példák az energiatudatos építészetre Alacsony energiaigényű ház A+ energiaosztályú, passzívház-komponensekkel épülő ház, hővisszanyerő gépi szellőztetés és légtömörség nélkül. Jellemzően bioszolár fűtéssel működik, ezért primerenergia-tartalma azonos, vagy akár alacsonyabb, mint egyes passzívházaké. Fűtési energiaigénye 40-80 kwh/m 2 év, (téglaház esetén 50-100 egyrétegű falszerkezetből is lehetséges). Az energiafogyasztás megoszlása alacsony energiaigényű házaknál: világítás: 1% közlekedés: 26% főzés, háztartás: 8% melegvíz: 11% fűtés: 54% Beruházási költségei alacsonyak, azaz megfelel a hagyományos épületek átlagárának. 1
Passzívház A++ energiaosztályú épület, fűtési energiaigénye 15 kwh/m 2 év. Az épület passzív eszközökkel, például extrém hőszigeteléssel háromrétegű üvegezés, hőhídmentes, légtömör épületburok, stb. minimalizálja az épületszerkezeten keresztül történő téli hőveszteséget, továbbá hővisszanyerő szellőztető berendezéssel a légcsere révén adódó hőveszteséget, és kihasználja a passzív napenergia, valamint a ház használói által termelt hőnyereséget. A passzívház így a fűtési igényt a meglévő épületállományhoz képest (250-300 kwh/m 2 év) mintegy a tizedére csökkenti, a lehető legkisebbre szorítva az épületgépészet aktív eszközeinek használatát. Nyári üzemben a tökéletes napvédelemmel és a frisslevegő passzív hűtésével szükségtelenné teszi a légkondicionálást. Összességében a fűtési és hűtési igényt a lehető legkisebbre szorítja, a költséghatékonyság követelményeinek is megfelelve. Így egy kezdeti többletráfordítással az épület életciklus-költségei jóval kedvezőbbek lesznek, ami csökkenti a CO 2 -emissziót és az energiaköltségeket is. A fő épületgépészeti feladatok egy passzívházban: 1. Légkezelés 2. Fűtés 3. Használati melegvíz-előállítás 4. Hűtés/klimatizálás 5. Világítás és háztartási elektromos fogyasztók Kell a passzívházba fűtés? A hazai éghajlat mellett mindenképpen, bár sokkal kevesebbet, mint más épületeknél megszokhattuk. Egy nem lakott paszszívházban a fagymentesen tartáshoz azonban valóban nem szükséges fűtés. Általános ökölszabályként elmondható, hogy a passzívház fűtési energiaigényének 1/3-át a nyílászárókon át érkező napenergia, 1/3-át a személyek és berendezések hőleadása, 1/3-át pedig valamilyen hagyományos hőtermelő fogja biztosítani. 2
Passzívház-alapelvek Beruházási költségei német adatok szerint az átlagos épületeknél 10%-kal magasabbak. A többletráfordítás megtérülése 10 év alatti. Aktívház Az aktívház nevéből adódóan több energiát termel, mint amit elfogyaszt. A gyakorlatban azonban ez egy olyan passzív, vagy alacsonyenergiás házat jelent, mely jobbára hőszivattyús fűtésselhűtéssel üzemel, és az ehhez szükséges villamosenergia-igényt a ház felületein elhelyezett napelemekkel (PV) termeli meg. A megtermelt áramot a hálózatba táplálja, és onnan vásárolja vissza a felhasználás időpontjában a fogyasztandó mennyiséget. Ha az így értékesített és visszavásárolt áram éves egyenlege a háza javára pozitív, akkor beszélhetünk aktívházról. 3
Az aktívházak nagy hangsúlyt fektetnek a passzív szellőztetés és a természetes megvilágítás alkalmazására is. Kielégíti a Közel Nullás követelményt. Aktív gépészetük lehetővé teszi, hogy önjárók legyenek, beszabályozva magukra hagyhatók, és télen-nyáron megfelelő komfortot nyújtanak, beavatkozás nélkül. Beruházási költségei az átlagos épületeknél cca. 20%-kal magasabbak. A többletráfordítás megtérülése cca. 15-20 év. Az aktívház paramétereit az Aktívház Szövetség indikátorokkal méri és pontozza. Autonómház Hálózatoktól független, vagy azokkal kooperáló épület. Energetikai szempontból megfelel a Közel Nullás épületnek. Az előző három kategória bármelyike továbbfejleszthető Közel Nullás épületté, majd Autonóm Házzá. Túlmutat a 2020-as követelményeken, mivel az épület működtetés önállóságát kiterjeszti az energetikán túlra: a vízhasználatra, a szennyvíz- és hulladék-emisszióra, valamint a fenntartható építőanyagokra, a teljes életciklus elemzése alapján. Az autonómia még tovább növelhető a közlekedési energia saját előállításáig és az élelmiszer-önállóságig. Reziliens ház A reziliens ház olyan autonóm ház, mely alapműködését fűtés, melegvízkészítés, ivóvíz, szellőzés, szennyvízkezelés, sőt akár élelmiszer-ellátás a nagy ellátórendszerek hiánya vagy összeomlása esetén is képes fenntartani. Ez magába foglalja az elektromosság nélküli működőképességet, a gépészet és az aktív eszközök mellőzését és helyettesítését passzív eszközökkel. 4
Városi lakóépület Olyan többlakásos lakóépület, mely intenzívebb városias beépítési sűrűséggel rendelkezik, mely még képes a Közel Nulla Energiaigényű Épület követelményének kielégítésére. Ha a fenntartható épület maximális méretét szeretnénk meghatározni, csak ökölszabályokat mondhatunk ki. Egy toronyház nem lehet fenntartható. A maximális épületmagasság a klímatudatos tervezésből adódik. A ház jó, ha nem magasabb 18-20 méternél ez legfeljebb öt emeletet jelent, mely a lombos fák koronamagasságával megegyezik. Ekkor a természetes árnyékolás lehetséges. A legfeljebb 10%-os beépítési sűrűség és az említett épületmagasság mellett a fákkal beültetett terület ligetes erdőként viselkedik, mely a klimatikus egyensúly megőrzésére alkalmas. Vizsgálatok igazolják, hogy egy sík, nyílt terület és egy erdő nyári csúcshőmérséklete közt akár 10 C különbség is lehet. Ez már megegyezik egy klímaberendezés teljesítményével. Az optimális többlakásos épület a cca. négyemeletes, fogatolt társasház, vagy sorház, teraszház. Városi körülmények közt a központok elbírják a hagyományos zártsorú beépítést is. A tetőfelület cca. 110 m 2. Ezen 45 fokos magastető, vagy lapostető esetén cca. 60 m 2 energianyerő felületet lehet elhelyezni. Ez Földszint + Emelet (F+1) szintszámot tesz lehetővé. Lapostető és nagyobb hatékonyságú napelemek, illetve egyéb energianyerő felületek bevonásával (garázs, kerti melléképület, kerítés, kerti állványzat) az épületen és a telken belül megtermelhető az elektromos energiaigény és a HMV-igény szoláris hányada. Megállapítható, hogy a klimatikusan fenntartható beépítési sűrűség mellett, cca. 5 emeletes épületek esetén teljesíthető a Közel Nulla Energiaigényű Épület követelménye, tehát valahol itt húzódik a fenntartható épület józan maximális léptéke. E lépték alatt szinte végtelen a lehetőség építészetileg izgalmas és fenntartható városi beépítések létrehozatalára. 5
Klímatudatos tervezés Magyarországon a hőmérséklet jelentős emelkedése várható, így a nyári hőkomfort biztosítására egyre nagyobb hangsúlyt kell fektetni. Klímatudatos tervezés esetén így nem csak a téli fűtési idény energiaigényét, hanem speciális szoftverekkel a nyári kellemetlen órák számát is számoljuk. Nyáron a kellemetlen órák mérséklésének egyszerű megoldásának tűnik a klimagépek alkalmazása, ez azonban messze áll a klímatudatos tervezés alapelveitől. A klímagépek ugyanis egyrészt áramot fogyasztanak, aminek előállítása tovább fokozza a klímaváltozás problémáját, másrészt emelik a külső környezet hőmérsékletét, ami öngerjesztő folyamatként egyre inkább megnehezíti a belső hőkomfort biztosítását. A megfelelő komfort biztosítására ezért olyan megoldásokat érdemes választani, amelyek minél kevesebb gépészeti berendezés, minél kevesebb energiaigény nélkül működtethetők. Ilyenek a passzív hűtés lehetőségei. Fenntartható ház A fenntartható ház koncepció lényege, hogy a vizsgált terület erőforrásaihoz illeszkedő, költséghatékony ház létesítését célozza. Nem az erőforrás-használat minimalizálását, hanem a tartósan rendelkezésre álló erőforrások fenntartható mértékű fogyasztását célozza. Tartósan rendelkezésre álló energiának tekinthetők a nem kimeríthető megújuló energiaforrások (nap, szél) illetve a kimeríthető, de fenntartható használat esetén megújuló energiaforrások (biomassza, geotermikus energia). 6
Fenntartható ház energiaellátására azt használja ami van, és annyit amennyi egy házra jut. Erőforráshoz illeszkedő fenntartható ház Nem tekinthetők tartósan rendelkezésre állónak a fosszilis energiahordozók. A növényi és állati maradványokból évmilliók során keletkezett szén, kőolaj és földgáz készletek megújulására emberi léptékben nincs esély. A rendelkezésre álló készletek előre láthatólag korlátos időn belül kimerülnek (szén 2-300 év, olaj 30-60 év). [1: energiapedia.hu] Nem tekinthető továbbá tartósan rendelkezésre állónak az atomenergia sem. Az energiaforrást jelentő urán szintén kimerülő erőforrás. Jelenleg ugyan még nem vagyunk túl a kitermelés maximum pontján, de a jelenleg ismert, illetve a feltételezett készletek a jelenlegi fogyasztás mellett várhatóan 2080-2100 táján ki fognak merülni. Nem számítható továbbá tartósan rendelkezésre állónak a fúziós erőművek, a hidrogénhajtás, vagy tüzelőanyag-cellás technológiák biztosította energiák. Ezen technológiák ugyanis még kísérleti jellegűek, gazdaságilag racionális korláton belül nem elérhetők. 7
Az elmúlt években több épületet terveztek és valósítottak meg fenntartható ház szemlélettel. A tapasztalatok azt mutatják, hogy az adottságok (pl. új építés, vagy rekonstrukció, épület lépték, stb.) a követelményértékek költséghatékony, vagy esetenként ennél a szintnél némileg magasabb beruházási költséggel megvalósíthatók. Környezetalakítás Az épület környezete támogassa az alkalmazkodóképességet. A növényzettel való megfelelő fedettség mérsékli az időjárás hatásait, hozzájárul a friss levegővel való ellátáshoz, a por és a zaj elnyeléséhez. A harmonikus környezet, az évszakonként változó színek látványa támogatja mentális egészségünket. A díszkert és haszonkert hozzájárul a biológiai sokféleséghez. A kert része lehet egy tavacska is, a kert egésze egy biotóppá, természetes élőhellyé alakítható, ahol megjelenhetnek a környék állatai, madarak sünök, békák. Ha a kertben fürdőmedencét alakítunk ki, választhatjuk a természetes tófürdőt is, ahol gépi technológia nélkül, növények segítségével tisztítjuk a medence vizét. A kertek gyakorta költői, filozófiai gondolatok kifejezői, formáikkal, útvonalaikkal, szobrokkal, labirintussal. A kert legalább anynyi művészi üzenetet tud közvetíteni, mint egy építészeti alkotás. A kert és az épület zöldfelületei (zöldtető, zöldhomlokzat) egy részét visszaadják a természetnek abból, amit az épülettel elfoglaltunk belőle. 8
www.husk-cbc.eu és www.hungary-slovakia-cbc.eu Jelen kiadvány tartalma nem feltétlenül tükrözi az Európai Unió hivatalos álláspontját