Fenntartható építészet útmutató 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. Szerzők: Ertsey Attila DLA, Medgyasszay Péter PhD További információ: sustain.europeerakademia.hu
Fenntartható építészet útmutató 2014.
Tartalomjegyzék 1. Alapelvek...9 1.1 Kiknek szól...9 1.2 Miért kell fenntartható módon építeni?...9 1.2.1 A permanens válság...9 1.2.2 A klímaválság következményei és a lehetséges válaszok...11 1.2.3 Fenntartható társadalom felé vezető fejlődés... 13 1.2.4 Hatékonyságnövelés...14 1.3 A fenntarthatóság indikátorai, módszerei az életciklus...18 1.3.1 Életciklus-elemzés (LCA)...20 1.3.2 Életciklus-költségelemzés (LCCA)...20 1.3.3 Bölcsőtől a bölcsőig (C2C)... 21 1.3.4 Karbonlábnyom (Whole Life Carbon Profiling)...22 1.3.5 Ökológiai lábnyom...24 1.3.6 Fogalmak...26 1.4 A kerten túl kitekintés a tágabb környezetre...29 1.5 Építésügyi előírások...30 1.5.1 Fenntartható építészetet formáló legfontosabb nemzetközi szabályozások...30 1.5.2 Országos építési szabályozás áttekintése...32 1.6 Az első lépések...34 1.7 A megvalósítás lépései...41 2. Funkciók, tervek, megépült épületek...43 2.1 Funkciók...43 2.2 Tervkoncepciók...45 2.2.1 Passzívház... 46 2.2.2 Aktívház... 48 2.2.3 Autonómház... 49 2.2.4 Reziliens ház... 49 2.2.5 Városi lakóépület... 49 2.2.6 Klímatudatos tervezés...52 2.2.7 Fenntartható ház...54 2.2.8 Környezetalakítás...55 2.3 Napenergia hasznosítása...55 2.3.1 Nap mozgása, benapozás tervezése...55 2.3.2 Napenergia passzív hasznosítása...57 2.4 Megépült épületek...57 2.4.1 Alacsony energiaigényű ház Magyarkúton...57 2.4.2 Passzívház...58 2.4.3 Autonómház egy reziliens épület...61 2.5 Felújítás példák... 71 2.5.1 Családi házból passzívház... 71 2.5.2 Vályogház rekonstrukció és bővítés...72 2.5.3 Vác, helyi műemlékileg védett épület...74 2.5.4 Paneles épület felújítása: Solanova, Dunaújváros... 79 2.5.5 Passzív társasház, Győr...82 5
3. Épületszerkezetek...83 3.1 Épület szerkezet tervezési szempontok...83 3.2 Nehéz építési mód, ásványi építőanyagok...91 3.2.1 Égetett tégla falazatok...91 3.2.2 Pórusbeton falazatok...93 3.2.3 Vályogtégla falazatok, vályog a födémszerkezetekben...93 3.2.4 Beton falazatok...100 3.2.5 Tömegfalak, trombe-falak...102 3.2.6 Kupolák, boltozatok...102 3.3 Könnyűszerkezet...103 3.4 Hőszigetelések...107 3.4.1 Természetes anyagú hőszigetelések...108 3.4.2 Szilikát alapú hőszigetelések... 114 3.4.3 Kőolaj származékok... 119 3.4.4 Újrahasznosított anyagok... 122 3.4.5 Belső oldali hőszigetelések... 125 3.5 Homlokzatképzés... 125 3.5.1 Vakolatok... 125 3.5.2 Könnyű homlokzatburkolat... 127 3.5.3 Nehéz burkolat...128 3.6 Tető...130 3.6.1 Magastetők...131 3.6.2 Alacsonyhajlású tetők... 132 3.6.3 Lapostetők... 133 3.7 Belső terek szerkezetei...136 3.7.1 Válaszfalak...136 3.7.2 Padló, fal, és mennyezetburkolatok...136 3.7.3 Festékek, lakkok...138 3.8 Nyílászárók...139 3.9 Árnyékolás...144 3.9.1 Árnyékolók szerkezeti kialakítási lehetőségei...144 4. Épületgépészet és energiaellátás...147 4.1 Fűtési rendszerek...147 4.2 Klíma, szellőzés...165 4.3 Víz, csatorna, szennyvíz, Belső szerelvények...168 4.3.1 Az épület vízellátása...169 4,3,2 Szennyvíz-kezelés...176 4.4 Elektromos berendezések, hálózat...186 4.4.1 Elektromos ellátás...186 5. Építőiparban használatos fontosabb jelölések, mértékegységek...197 6. Irodalomjegyzék...199 6
7
1. Alapelvek 1.1 Kiknek szól A könyv építkezőknek, tervezőknek, hatóságoknak és az érdeklődőknek szól, akikből lehet akár későbbi építtető, vagy tudatos lakásvásárló és -használó. A legfrissebb ismereteket foglalja össze a praktikusság igényével, ami egyszerre segít a gyors döntésben és átfogó tájékozódásban, a fenntartható építéssel összefüggő valamennyi kérdésben, a fogalmak tisztázásától az építési folyamat utolsó mozzanatáig. Az építészet és építés teljes területe eleven átalakulás, fejlődés alatt áll. A klímaváltozás az általános gondolkodásban, a környezethez és az élet egészéhez való viszonyt illetően mindannyiunkat az alapoktól való újragondolásra kényszerít. A fejlődés szédítő sebessége az alkalmazott eszközök megfontolt alkalmazását igényli, a technika lényegére vonatkozó alapvető kérdést felvetve: áldás vagy átok? Az építés fejlődését egyfelől a szakma élvonala, a környezeti felelősség által már áthatott kutatás-fejlesztés hajtja előre, jóval az építés kereteit meghatározó jogszabályok előtt járva. A fejlődést lassabban követő jogszabályi környezet követelményeit pedig 5-10 éves késleltetéssel követi az általános gyakorlat. Ez a kiadvány elősegíti az előregondolkodást, mert nem kell feltétlenül a jogszabályi kényszerekre várni, hanem sokkal célszerűbb előretekinteni a jól látható fejlődési perspektívákra és már most olyan házakat építeni, melyek választ adnak a jelenkor kérdéseire és a következő generációkat is hasznosan tudják szolgálni. A kiadvány tehát azoknak szól, akik szinkronban akarnak lenni a kor építéssel összefüggő legfontosabb kérdéseivel. 1.2 Miért kell fenntartható módon építeni? 1.2.1 A permanens válság Világunk permanens válságállapotba lépett: gazdasági, környezeti, szociális, politikai válságok követik egymást. Ahogy látjuk, a válság nem enyhül, a kibontakozás még nem látszik. Nem véletlen: a megoldás kulcsa bennünk van. A válságot mi, emberek okoztuk. A legmélyebben fekvő okok saját gondolkodásunkban rejlenek. Elvesztettük annak a tudását, hogyan kell a minket körülvevő világgal harmóniában élni. A Föld erőforrásai korlátosak, ezzel szembe kell néznünk, amíg nem késő. Világméretű háború folyik a három stratégiai erőforrás, a termőföld, az energia és az ivóvíz feletti kizárólagos rendelkezésért. A teremtett világ azonban véges, és senki nem formálhat jogot többre, mint amennyi születése jogán jár neki. De hogy ez menynyi, arra pontos választ kell adnunk. Újra kell gondolnunk egész életünket és életmódunkat, hogy a választ megadhassuk és egy fenntartható életmódra állhassunk át, amit nyugodt szívvel hagyhatunk a következő generációkra. 9
A három fő erőforrás válsága a Római Klub jelentésének 1 megfelelően várhatóan a 2030-2050-es időszakban tetőzik. A Meadows-jelentést 2012-ben frissítették (lásd a kiemelt sávot). A pontsorok a prognózist, a vastag vonalak a tényadatokat mutatják. erőforrások népesség ipari termelés élelmiszertermelés hulladéktermelés 1.2.1-1. ábra Meadows jelentés Ez globális élelmiszer-, ivóvíz- és energiaválságban fog megmutatkozni, melynek első hulláma 5-10 éven belül várható. Bármit teszünk, annak e kihívásokra maradéktalanul megfelelő válaszokat kell adnia. Az idő elfogyott. Mindenki lakik valahol. Ha fenntartható módon akarunk házat építeni, annak olyannak kell lennie, amely az erőforrásokból legfeljebb annyit fogyaszt el, ami a minket jogosan megillető hányad, és amely képes legfeljebb egy életciklus alatt újratermelődni, megújulni. Ez a fenntartható építés. De a fenntartható erőforráshasználat, melyet az ökoépítészet képes megvalósítani, az élhető környezetnek csak szükséges, de nem elégséges feltétele: egészséges környezetet kell megteremtenünk házunkban, ezt a célt a bioépítészet szolgálja. 1 A növekedés határai, 1972 10
1.2.2 A klímaválság következményei és a lehetséges válaszok A klímaválság oka a globális felmelegedés, mely elsősorban a fosszilis tüzelőanyagok elégetése miatt következett be. A teendők egyszerre irányulnak a kiváltó okok megszüntetésére és a következmények elviselésére, az alkalmazkodóképességre 2. A CO 2 emisszió csökkentése három eszközzel érhető el: mértékletes fogyasztással, az ökológiai lábnyom korlátain belül maradva az energiahatékonyság fokozásával és a megújuló energiaforrásokra való áttéréssel. A klímaváltozás következményei messzebbre hatnak: a sivatagosodás Magyarországon is terjed: a folyamszabályozások, lecsapolások óta (cca. 150 éve) tartó kiszáradási folyamat mellett a sivatagi zóna folyamatosan húzódik a Földközi tenger térségéből a Kárpát-medence felé az ivóvízkészletek csökkennek, a termőföld pusztul, az átlaghőmérséklet nő, a nyári csúcshőmérsékletek rövidesen elérik a 40-45 C-ot az időjárás kaotikussá válik, hosszú csapadékmentes időszakok váltakoznak pusztító esőzésekkel, miközben az évi csapadék összmennyisége csökken. E hatásokra az épületeknek is megfelelő választ kell adniuk: energiahatékony épületek, megújuló energiákkal működtetve alacsony beépített energiatartalom ill. karbon lábnyom megfelelő napvédelem és passzív hűtés a zöldfelületi fedettség fokozása a termőtalaj védelme és a humusz képződésének elősegítése (komposztálás) fenntartható vízhasználat, víztakarékosság, vízhatékony épületek. A klímaváltozás az Országos Meteorológiai Szolgálat által végzett előrejelzések szerint várhatóan a következőket fogja eredményezni Magyarországon [Medgyasszay, 2007] 1.2.2.1 Hőmérséklet változása nyáron Az előrejelzésekben prognosztizált változás: 2025-re közel 1,5 1,8 C-os hőmérsékletemelkedés várható, amely tovább fokozódik, és 2085-re eléri a 4,0 5,4 C-os emelkedést. Forró periódusok (amikor legalább 3 egymást követő napon a napi maximumhőmérséklet elérte a 35 Celsius fokot) előfordulásának gyakorisága közel háromszorosára nő, valamint a hőhullámok (amikor legalább 3 egymást követő napon a napi átlaghőmérséklet meghaladta a 25 Celsius fokot) átlagos előfordulása másfélszeresére nő. A hőmérséklet emelkedésével növekszik a hűtési igény, általános építészeti tervezés mellett már nem lehet a nyári megfelelő belső hőkomfortot biztosítani. Megnő a passzív épülettervezés (külső árnyékolás, hőtároló tömeg, éjszakai szellőztetés) szerepe. A megfelelő külső árnyékolás nélküli ill. könnyűszerkezetes (megfelelő hőtároló tömeg nélküli) épületek, épületrészek (pl. tetőtérbeépítés) belső klímája kritikussá válik. 2 reziliencia 11
A hőmérséklet emelkedésével nő az éjszakai hőmérséklet, csökkentve ezzel az éjszakai szellőztetések hatékonyságát. Nagyvárosi környezetben a hősziget-hatás fokozza a felmelegedést (napos idő esetén, ill. éjszaka akár 5-6 C-kal is magasabb lehet a hőmérséklet, mint a környező vidéki területeken), így sok esetben a passzív hűtési eszközrendszer már nem eléggé hatékony és a globális hőmérséklet további emelkedésével, a meleg elviselhetetlenné válása a klímaberendezések elterjedését vonhatja maga után. Vidéki és kisvárosi környezetben a passzív hűtés még megfelelő belső téri klímát biztosíthat. A túlzott felmelegedés miatt fokozottabb figyelmet kell fordítani az épületekben, városokban alkalmazott színekre. A világos színek több sugárzást vernek vissza, ezáltal kevésbé melegszenek fel. A hőmérséklet további emelkedésével ezen hatások fokozódhatnak és egyes területeken kritikussá válnak. 1.2.2.2 Hőmérséklet változása télen Az előrejelzésekben prognosztizált változás: 2025-re közel 1,2 1,4 C-os hőmérsékletemelkedés várható, amely tovább fokozódik és 2085-re eléri a 3,1 4,1 Cos emelkedést. A hőmérséklet emelkedésének hatására télen csökken a fűtési energiaigény. A téli és a nyári hőmérsékletváltozások hatására az energiaigény eltolódik a téli fűtésről a nyári hűtés felé. Az épületszerkezetek szempontjából a jelenlegi hazai klíma egyik legrosszabb tulajdonsága, a sok fagyási ciklus, azaz hogy ami éjszaka megfagy az általában nappal felolvad majd újra megfagy, jelentősen rongálva ezzel a külső hőmérsékletnek és nedvességhatásnak kitett szerkezeteket. Remélhető, hogy a hőmérséklet emelkedésével a fagyási ciklusok száma csökken, ezáltal kevesebb fagykár jelentkezik. 1.2.2.3 Csapadékmennyiség változása nyáron A meteorológiai modellek alapján prognosztizált, hogy 2025-re mintegy 7,5 8,9%-os, 2085-re pedig 19,5 26,0%-os csapadékmennyiség-csökkenés várható. A nyári csapadékmennyiség-csökkenés hatására megnő az épületek környezetében ill. lapostetőkön kialakított zöld területek, parkok öntözési igénye. A hűsítő nyári záporok elmaradása ill. gyakoriságának csökkenése is tovább fokozza a nyári felmelegedést, mely elsősorban a városi környezetben válik kritikussá. 1.2.2.4 Csapadékmennyiség változása télen A meteorológiai modellek alapján a téli csapadéknak 2025-re mintegy 8,2 9,7%- os, 2085-re pedig 21,4 28,6%-os növekedése várható. A téli csapadékmennyiség növekedésének kapcsán felmerül a kérdés, miszerint a hőmérséklet emelkedéssel a csapadék halmazállapota is megváltozik-e? Azaz hó helyett esőre számítsunk inkább vagy a hó mennyisége növekszik? E két eltérő szcenárió eltérő hatásokat rejt magában: Ha télen több hóra kell számítanunk, akkor szükségessé válhat a statikai számítások felülvizsgálata a hóteher és a biztonsági tényezők tekintetében. 12
Ha a téli csapadék a felmelegedés következtében inkább eső lesz, akkor a vízelvezetési rendszereink felülvizsgálata szükséges, mind az épületen (ereszcsatorna, összefolyó), mind az épületek körül, mind a településeken (vízelvezető árkok). 1.2.2.4 Szélsebesség növekedése (OMSZ alapján) 2085-re várható a 12-14 m/s-ot meghaladó maximális szélsebesség relatív gyakoriságának a növekedése (1,5 2 szeres gyakoriság-növekedés), mely az épületek külső határoló szerkezeteit érinti elsősorban. Fokozottabb figyelmet kell fordítani a szélnyomás, a szélszívás ill. az örvény-leválás méretezésére. A szél elsősorban a külső határoló szerkezeteket érinti, így a homlokzaton és a tetőn lévő szerkezeteket. A homlokzatokon a szerelt burkolatok és a nyílászárók tekintetében kell problémákra számítani. A tetőn pedig elsősorban a tetőfedő elemek és a vízszigetelő lemezek ill. a villámvédelmi berendezések károsodására kell elsősorban felkészülni. Az épületek környezetében fellépő az erős széllökések károsíthatják az utcai berendezéseket ( jelzőlámpa, villanyoszlop, telefonfülke) és a növényzetet egyaránt. 1.2.3 Fenntartható társadalom felé vezető fejlődés Az erősödő szél hatására várható, hogy az ún. vízküszöb (ami azt takarja, hogy a víz a fellépő szél hatására milyen magasan képes a függőleges felületen felkapaszkodni ) a jelenlegi 4-5 cm-ről megnő! Ez az összes határoló szerkezet kapcsán, de a tetőt illetően jelentős változásokat okozna (pl. tetőfedési elemek átfedése, vízcseppentők, ereszkialakítások stb.).válaszok a válságra autonómia, decentralizáció, hatékonyság A gazdasági válság okait a növekedésorientált, és a profit által mozgatott gazdaságban kell keresnünk. A környezeti és szociális károk, melyek a természet és az emberi képességek pazarlásában nyilvánulnak meg, együtt járnak a tőkekoncentrációval, a monopóliumok erősödésével, valamint a felső és alsó társadalmi osztályok, illetve a fejlett és az ú. n. harmadik világ közti szakadék mélyülésével. 3 A válságból való kivezető út más irányban keresendő. Egy fenntartható társadalom felé vezető fejlődés a paradigmaváltás legfontosabb irányai: szolidáris, kooperatív gazdaság, a profitelv vége, szükségletre termelés, növekedés helyett minőségi változás a föld, a pénz, a munkaerő árujellegének megszüntetése a föld és a termelőeszközök magántulajdonból használati tulajdonba való átvezetése az emberi képességek teljes kibontakoztatása, a termelőeszközökhöz való hozzáférés rátermettség alapján részvételi demokrácia, a monopóliumok lebontása, a természeti erőforrásokhoz való hozzáférés biztosítása a közösség számára, a természeti javak fenntartható használata, visszatérés az ökológiai lábnyom egyensúlyi értékéhez egyéni és közösségi (globális) szinten- a jóléti szakadék betemetése a középosztály szélesítésével. 3 Észak-Dél konfliktus 13
A fenti képességekkel bíró társadalom autonóm emberekből, autonóm közösségekből épül fel. A megvalósításhoz megfelelő szociális formák alakítandók ki, a fizikai megvalósításhoz a megfelelő módszerek és technológiák rendelkezésre állnak. Ilyenek a decentralizált és helyi, közösségi tulajdonú ellátórendszerek és erőforrások: a föld a helyben élők rendelkezése alatt áll: egyéni vagy közösségi tulajdonban (szövetkezet, közbirtokosság), nem eladható fenntartható tájhasználat, élelmiszer-önrendelkezés, közösségi támogatású mezőgazdaság 4 a feldolgozás és kereskedelem az önkéntes szövetkezés elvén alapuló szervezetek kezében van, akik a jövedelmet helyben tartják és a helyi gazdaságba forgatják vissza, az ivóvíz közösségi tulajdonban van, nem privatizálható a szennyvízkezelés helyi egyéni vagy közösségi tulajdonban van, az energiaellátó rendszerek közösségi tulajdonban vannak (pl. fogyasztók által létrehozott szövetkezetek), ez a hatékony működést szolgálja és a profitkivonást kizárja, kooperatív helyi energiarendszerek, intelligens hálózatok 5, melyek a telken belül és a távolabb termelt energia felhasználásával egy kiegyensúlyozott rendszerirányítás révén biztosítják az ellátást. E rendszerek kiépülése biztosítja a fenntartható építés megfelelő kereteit, ahol a fenntarthatóság nem ér véget a kerítésnél, hanem a település és a tágabb környezet egészére kiterjeszthető. Megvalósításához települési-kistérségi fenntartható stratégiákra van szükség, melyek megvalósítása részcélonként különböző, 5-10-20-30 éves időtávlatban reális, vagyis az időben ébredők számára épp a válság várható mélypontjára érhető el a kitűzött cél. 1.2.4 Hatékonyságnövelés Az energiahatékonyság növelése következtében a fejlett országokban a fogyasztás növekedése mellett az energiaigény stagnál. A hatékonyság növelése tehát fontos, de a fogyasztás mai szintje nem fenntartható. Egy mértékletesebb életmódra és a növekedés leállítására van szükség. A nem OECD-országok közül Ázsia az energianövekményének egy részét az OECD-országokból oda kihelyezett ipari termelésnek köszönheti, ami a CO 2 -emisszió exportját is jelenti. Ez az egyik oka annak, amiért Kína nem hajlandó a riói egyezményt aláírni, mert nem tartja magát felelősnek a növekményért. A hatékonyságnövelés mindazonáltal elsődleges fontosságú. Mennyi megtakarítási potenciál van a hatékonyságnövelésben? A kérdést könyvünk témájának megfelelően a háztartásokra vonatkozóan nézzük meg. Magyar adatok híján nézzünk meg egy friss brit hatékonyságnövelési becslést 2050-ig. 6 A lehetőségek közül csak az optimális forgatókönyveket emeltük ki. 4 Community Supported Agriculture (CSA) 5 Smart Grid 6 A metódust követi a Bencsik János által vezetett Nemzeti Alkalmazkodási Központ is. 14
1.2.4-2. ábra Az energia iránti kereslet alakulása Világítás és háztartási gépek A háztartási elektronika használata a 70-es évek óta közel a hatszorosára emelkedett. A világítás és az elektronikai eszközök energiahatékonysága tekintetében azonban jelentős haladás történt. A számítógépek otthoni megjelenése által okozott többletfogyasztást kompenzálta a világítás és egyéb berendezések energiaigényének csökkenése. Az izzólámpák aránya a 70-es évek óta 90%-ról 50%-ra csökkent a háztartásokban. Angliában a népességnövekedés ellenére a főzésre fordított energia cca. 3%-kal csökkent. Összegezve: noha a háztartásokban 1990-hez képest 45%-kal több a lámpa és a háztartási gép, az e célra elfogyasztott energia csak 2%-kal nőtt, tehát húsz éve nagyjából stagnál. Mégis, van még e területen tartalék. főzés háztartási elektronika, számítógép hűtő, vizes berendezések világítás 1.2.4-3. ábra Világítás + háztartási készülékek által fogyasztott energia háztartásonként 1990 óta 15
A világítás és a hűtőgépek rejtik a legnagyobb megtakarítási lehetőséget ebben a szektorban. A használati szokások megváltoztatásában is van némi potenciál, anélkül, hogy életmódunkon lényegesen változtatnánk, az elemzések szerint akár 15% elérhető. A háztartási elektronika és személyi számítógépek jelentik a legnagyobb kihívást. Számuk továbbra is nő, például a televíziók száma várhatóan 2020-ig cca. 21%- kal. A technológiai fejlődés azonban mérsékelheti az energiaigény növekedését. 7 Lehetséges forgatókönyvek Terjedelmi okokból a következő grafikonokon csak az optimális forgatókönyvet (Level4) ismertetjük. Energiahatékonysággal elérhető összes maximális potenciál Végsősoron az energiaigény megfelezhető lenne, ha a következők szerint járnánk el: extrém hatékony fényforrásokra váltanánk át (pl. 150 lumen/w-os LED-del) 2050-ig. 2050-re lecserélhetjük az összes hűtőt extrém hatékony, cca. 80%-kal kevesebbet fogyasztó berendezésekre. ha lecseréljük elektronikai eszközeinket és számítógépünket, és csak az ajánlott termékeket választjuk 2050-ig. 15%-kal kevesebb energiát fogyaszthatunk gondosabb fogyasztási szokásokkal. A fenti érvek idézetek egy brit tanulmányból. A tényleges megtakarítási potenciál ennél jóval nagyobb. Egy fenntartható életmód a fogyasztást az ökológiai lábnyom méretére csökkenti. A technológiai fejlődés nem eredményez önmagában fogyasztáscsökkenést. Erre Herman Daly mutat rá egy közvéleménykutatás eredményeinek elemzésével, mely a Jevons-paradoxon jelenségét bizonyítja. 8 Ha az autók fogyasztását felére csökkentjük, az vajon eredményez-e csökkenést a környezetterhelésben? Ha feleannyit kell költenünk benzinre, hajlamosak vagyunk közel kétszer annyit autózni. Ha feleannyiba kerül az autózás, akkor azok, akik eddig nem engedhették meg maguknak az autót, most vásárolnak egyet. Ezért a környezetterhelés nő. A tényadatok is ezt támasztják alá. Tehát az ökológiai válság önmérséklet nélkül nem fog enyhülni. A kérdés: hol a határ? A környezetterhelés egyik legfőbb tényezője a külső energiával működtetett gépekből ered. Egy háztartásban alkalmazott gépek teljesítményét emberi munkára átszámítva meglepő eredményt kapunk: akár 100 rabszolgának megfelelő energiát használunk fel. Az ehhez tartozó környezetterhelést a Föld erőforrásai nem viselik el, ezért vissza kell térnünk az ökológiai lábnyom egyensúlyi mértékére. Ehhez le 7 http://www.eci.ox.ac.uk/research/energy/downloads/smart-metering-report.pdf http://www.defra.gov.uk/corporate/consult/energy-using-products/index.htm http://www.defra.gov.uk/corporate/consult/energy-using-products/index.htm 8 A Jevons-paradoxon, Jevons-hatás vagy visszapattanó hatás a gazdaságtudományban egy feltételezés, miszerint azok a technológiai fejlesztések, amelyek egy erőforrás kihasználásának hatékonyságát javítják ahelyett hogy csökkentenék az erőforrás használatát, valójában növelik azt. 1865-ben az angol William Stanley Jevons közgazdász figyelte meg, hogy technológiai fejlesztések, amelyek a szén hatékonyabb felhasználását tették lehetővé a szén nagyobb mennyiségű felhasználásához vezettek az ipar több területén. (Wikipédia) 16
kell mondani a külső energiával működtetett gépek használatáról, és az elektromosságról, ahol lehetséges. Vissza kell hozzuk a szelíd technológiákat, a mechanikus gépeket, szerszámokat, valamint az emberi és állati erő alkalmazását. A ház hőigénye Belső hőmérséklet: Ha a háztartások belső átlaghőmérsékletét 16 o C-ra csökkentik 2050-re, ez a 2007-es bázisévhez képest 1,5 o C csökkenést jelent. A hőkomfort a használó típusától, aktivitásától és öltözékétől függ. Gyerekek, idősek és mozgáskorlátozottak jobban kitettek a hidegnek. A tapasztalat szerint 16 o C a biztonságos minimum a sérülékenyebb csoportok számára. 9 Az épületek hőhatékonysága: A brit háztartások átlagos hőveszteségi tényezője 247 W/ o C-ről indult 2007-ben és cca. a 120-as értéket éri 2050-re. A meglévő épületállomány ilyen mérvű hatékonyságjavítása közel van a fizikailag lehetséges maximumhoz. Az új építési előírásokat a passzívház követelményeivel azonos szintre kívánják hozni. 10 Használati melegvízigény (HMV): A 2007-es bázisévhez képest 50% csökkenést lehet elérni a melegvízfogyasztásban háztartásonként 2050-ig. Ez az a küszöbérték, amit tudatosabb fogyasztói magatartással és vízhatékonyabb szerelvényekkel lehetséges elérni. Hűtési igény: A feltételezés szerint a jelenleginél nem használnak több háztartási légkondicionáló készüléket. (meg kell jegyezzük, hogy a lakóházak esetében a megfelelő napvédelem és passzív eszközök alkalmazása a légkondicionálást feleslegessé teszi A szerk.) 1.2.4-4. ábra Összes háztartási hőigény négy változási forgatókönyv szerint 19 Department for Communities and Local Government (2008) Review of Health and Safety Risk Drivers, page 30. 10 http://www.passivhaus.org.uk/ 17
1.2.4-5. ábra Összes háztartási hűtési igény négy változási forgatókönyv szerint 1.3 A fenntarthatóság indikátorai, módszerei az életciklus A természetben körforgás, körfolyamatok zajlanak. Az életfolyamatok része a felépülés és lebomlás, az élet és halál egyensúlya és ritmusa. Ennek mi, emberek is éppúgy alá vagyunk vetve, mint az általunk létrehozott épített környezet. Egy épületnek is van születése, élettartama, majd halála, s a lebontásával anyagai visszaforognak a természetbe, illetve újra hasznosulnak. Elsődleges cél, hogy e körfolyamat a környezet egyensúlyát ne borítsa föl, azon belül valósuljon meg. A fenntartható építés megvalósításához ezért az épület teljes életciklusát figyelembe kell venni. Az életciklus hossza épülettípustól függően változó, de mivel könyvünk a lakóházakat tárgyalja, azok optimális életciklusa 80-100 évre tehető. Ha ennél is hosszabb, az a környezet szempontjából előnyt is jelenthet. Építőanyagok kiválasztásának fenntarthatósági követelményei: erőforrás-felhasználás optimalizálása (energia, víz, építőanyag) közel Zéró CO 2 -emisszió az építőanyagok gyártása és beépítése során hosszú élettartam, jól üzemeltethető, felújítható épület építési és használati biztonság, egészségmegőrzés, jó közérzet megújuló és helyi építőanyagok előnyben részesítése nehezen lebomló anyagok mellőzése (lehetőség szerint) bontott épületelemek újrafelhasználása, reciklált anyagok alkalmazása építési hulladék újrahasznosítása igények tisztázása; szükségletek csökkentése Építőanyagok értékelése, indikátorok (a környezetre és egészségre vonatkozó hatások számszerűsítése egységnyi építőanyag mennyiségre) beépített primer energiatartalom 11 (nem megújuló; EEC, PET) és karbon lábnyom élettartam alatti üzemelési energiafelhasználás és karbon lábnyom 11 Embodied Energy Content; Primer Energia Tartalom 18
helyi anyag, kitermeléshez, szállítási igényhez köthető egyenértékű CO 2 emiszszió anyaggyártáshoz köthető egyenértékű CO 2 emisszió anyaggyártáshoz köthető egyenértékű SO 2 emisszió károsanyag-kibocsátás gyártás, építés, használat, égetés épületfizikai jellemzők hőszigetelés, hőtárolás, hangszigetelés, páraforgalom, stb. radioaktív sugárzás újrahasznosíthatóság: bontott anyag alapanyagként történő újrafeldolgozása bontási/ártalmatlanítási energiaigényhez köthető egyenértékű CO 2 emisszió bontás utáni károsanyag-kibocsátás Értékelés anyagok termékpálya-elemzése gyártási folyamat anyagok optimalizálása összehasonlítása adatbázis Vizsgálat a környezet minőségét meghatározó tényezők, indikátorok szerint (DIN EN ISO 14042) Főbb környezeti indikátorok nem megújuló, kumulatív energiaigény üvegházhatás, klímaváltozáshoz való hozzájárulás (Global Warming Potential, GWP) sztratoszférikus ózonréteg károsítása (Ozone Depletion Potential, ODP) savasodás (Acidification Potential, AP) eutrofizáció (Eutrophical Potencial, EP, Überdüngung, Nutrification Potential, NP) fototoxicitás (Photochemical Ozone Creation Potential, POCP), humántoxicitás ökotoxicitás talajterhelés alacsony beépített energiatartalom, alacsony CO 2 -emisszió (karbon lábnyom) komposztálhatóság egészségre ártalmatlan Energiaszükséglet szerinti osztályozás nagyon alacsony = 0-100 kwh/m 3 alacsony = 100-400 kwh/m 3 közepes = 400-1 000 kwh/m 3 magas = 1 000-10 000 kwh/m 3 nagyon magas = 10 000-200 000 kwh/m 3 Építőanyagok gyártási primerenergia felhasználása Fémek: alumínium 100 000-200 000 kwh/m 3 betonacél 20 000 kwh/m 3 19
Műanyagok: PVC 12 000-20 000 kwh/m 3 poliuretán 18 000 kwh/m 3 Üveg 15 000 kwh/m 3 Égetett agyag. tömör tégla 1 700 kwh/m 3 blokktégla 900 kwh/m 3 vázkerámia 600 kwh/m 3 Hőérlelt falazóelem: mészhomoktégla 200-400 kwh/m 3 pórusbeton 300-400 kwh/m 3 tufablokk 200 kwh/m 3 Hőszigetelő anyagok: poliuretánhab 800-1 400 kwh/m 3 polisztirolhab 500-1 000 kwh/m 3 ásványgyapot 100-400 kwh/m 3 cellulóz 30-80 kwh/m 3 1.3.1 Életciklus-elemzés (LCA) 12 A fenntartható, egyensúlyi állapot ismeretéhez szükséges az életciklus-elemzés, mely a beépített anyagok, termékek életpályáját, azok teljes életciklusán át megvalósuló környezetterhelését követi nyomon. 1.3.2 Életciklus-költségelemzés (LCCA) 13 Az ökológia mellett alapvető az ökonómia, a gazdaságosság is. E célt szolgálja az EU költséghatékonysági direktívája 14 is. Az életciklus-költségelemzés áttekinti az épület életciklusa alatt felmerülő öszszes költséget: az építést, a működtetést, a ciklikus felújítást és a bontást. A teljes életciklus-költség ismeretében azt az élettartam éveinek számával visszaosztva megkapjuk az épületre fordítandó éves költséghányadot, az annuitást. Ebből az összegből még a beruházás megkezdése előtt megállapítható, hogy az építtető-használó képes-e a szükséges éves ráfordítást teljesíteni. Ha nem, akkor az épület gazdaságilag nem fenntartható. Az éves költséghányad megmutatja azt is, hogy az energiahatékonyságra, a megújuló energiákra és egyéb, megtakarítást eredményező intézkedésekre fordított források mennyi idő alatt térülnek meg, és mennyivel mérséklik az életciklusköltségeket. Ha a ráfordítás nem térül meg az életciklusnál valamivel rövidebb idő alatt, akkor felesleges, haszontalan. Sokszor azonban a többletráfordítás megtérülését követően még évtizedeket működik takarékosan az épület, és a ráfordítást többszörösen visszatermeli legjobb példa erre a passzívház. 12 Life Cycle Assessment 13 Life Cycle Cost Analyses 14 2010/31/EU irányelv és 244/2012/EU rendelet 20
1.3.2-1. ábra: életciklus-költségelemzés 1.3.3 Bölcsőtől a bölcsőig (C2C) 15 Az alkalmazott termékek esetében célszerű azok gyártása, használata során a Bölcsőtől a bölcsőig elvét alkalmazni, mely előrelátó tervezéssel lehetővé teszi a termékek esetleges másodlagos hasznosítását, visszaforgatását. Meg kell említeni a tartósság kérdését, melynek követelményét a 80-as években a német Zöldek vetették fel. Véget kell vetni a termékekbe betervezett elhasználódás gyakorlatának, mely folytonos fogyasztásra késztet. Az életciklus-elemzések feltárják az externális költségeket, ezzel rávilágítanak több, nem fenntartható folyamatra: az atomerőművek externális költségei közt a hulladéktárolás, a bontás és helyreállítás környezeti hatásaira és költségeire, a jelenlegi uralkodó közgazdasági paradigma azon tételének tarthatatlanságára, mely a természeti hozamot (a növények, mezőgazdasági termények növekedését, a növények által termelt oxigént, a termőtalajt, az ivóvizet, stb.) állandónak és adottnak tekinti. E javak folyamatosan áramolnak a gazdaságba, nélkülük a gazdaság működése leáll. Nemcsak a természeti hozam ismerete szükséges, hanem e hozam pusztulásának, kimerülésének megállítása: a vízkészletek, a növénytakaró, a humusz védelme, újratermelődésének elősegítése. 15 Cradle to Cradle 21