Energiatakarékosság gazdasági épületek építésénél és üzemeltetésénél

Racionális energiafelhasználás, energiatakarékosság

BME OMIKK

ENERGIAELLÁTÁS, ENERGIATAKARÉKOSSÁG VILÁGSZERTE 45. k. 2. sz. 2006. p. 16–23.

Racionális energiafelhasználás, energiatakarékosság

Energiatakarékosság gazdasági épületek építésénél és üzemeltetésénél Az utóbbi években született, az energiafelhasználás hatékonyságának javítására irányuló kezdeményezések közül az USA-ban az Energy Star és a LEED nevű programok keretében próbálják az energia és más erőforrások felhasználásával és az épületen belüli környezet minőségével kapcsolatos gondolkodást új mederbe terelni. Összeállításunk a hangsúlyt inkább a kereskedelmi és ipari célú épületekre helyezve elemzi az energiatakarékos tervezés, kivitelezés és üzemeltetés szempontjait és lehetőségeit.

Tárgyszavak: Energy Star; LEED; energiatakarékos épület; energiahatékonyság.

A tipikus kereskedelmi célú épületek globáli-

célú épületeknél mintegy 50%-os energiameg-

san évente a nem megújuló forrásokból termelt

takarítás érhető el. Az utóbbi években szüle-

energia közel egyharmadát használja fel. Az

tett, az energiafelhasználás hatékonyságának

USA Energiaügyi Minisztériumának adatai

javítására irányuló kezdeményezések közül

szerint az országban létesített közel 1,3 milli-

az USA-ban az Energy Star1 és az Élen az

árd négyzetméter alapterületű gazdasági épü-

Energetikai és Környezetvédelmi Tervezés-

lettér éves energiaszámlája megközelíti a 82

ben2 (LEED, Leadership in Energy and

milliárd dollárt. A kutatási eredmények arra

Environmental Design) nevű programok kere-

utalnak, hogy integrált tervezési filozófia és gondosan végrehajtott energiatakarékossági

1

www.energystar.gov Leadership in Energy and Environmental Design – www.usgbc.org/LEED 2

stratégia révén az újonnan épülő gazdasági 16

Racionális energiafelhasználás, energiatakarékosság

tében próbálják az energia és más erőforrások

energiafelhasználását. Azok az épületek, ame-

felhasználásával és az épületen belüli környe-

lyek megfelelnek a hőmérsékletet és a páratar-

zet minőségével kapcsolatos gondolkodást új

talmat, a világítást, a szellőzést és a beltéri

mederbe terelni. A két programról, azok költ-

levegő tisztaságát szabályozó szabványoknak,

ségtakarékos megvalósításának lehetőségeiről

jogosultak viselni az Energy Star védjegyet –

2005 júliusi számunkban már közöltünk egy

jelenleg ezek képezik az összes épületállo-

cikket (LEED-minősítésű épületek – olcsón =

mány 25%-át.

Energiaellátás, energiatakarékosság világszerte, 2005/7 p. 59–65), ez a mostani összeállítás

Az EPA becslése szerint az amerikaiak az

a hangsúlyt inkább a kereskedelmi és ipari

Energy Star védjegynek köszönhetően 2002-ig

célú épületekre helyezi.

több, mint 100 Mrd kWh villamos energiát takarítottak meg, és 20 millió metrikus tonnát meghaladó mennyiségű szén-dioxid kibocsátá-

Az Energy Star

sát tették szükségtelenné, a pénzben kifejezhető megtakarítás pedig

több mint 7 milliárd

Az USA Környezetvédelmi Minisztériuma

dollár volt. E figyelemre méltó eredmény kö-

(EPA) által 1992-ben számítógépek energiaha-

zel felerészben annak volt tulajdonítható, hogy

tékonyságát

védjegy-

az emberek Energy Star minőségű termékeket

programként kezdeményezett intézkedés tulaj-

használtak otthonaikban és a munkahelyeken,

donképpen partneri viszonyt jelent a különbö-

a megtakarítások másik fele pedig az intézmé-

ző szervezetek, üzleti vállalkozások, a fo-

nyek által bevezetett igényes energiagazdálko-

gyasztók és a kormány között. A későbbiek

dási rendszereknek volt köszönhető.

tanúsító

önkéntes

folyamán e programot az újonnan épülő lakóházakra, az építőipari tevékenység nagyobb

A LEED

részére, a lakások fűtésére és hűtésére szolgáló berendezésekre, az irodai felszerelésre, a világításra és a fogyasztói elektronikai eszközökre

A LEED olyan, létesítményekhez kötött önkén-

is kiterjesztették. Az EPA 1999-ben külön

tes országos standard, amely integráltabb és

épületek számára is kiadott egy Energy Star

átgondoltabb tervezéssel nyújt előnyöket az

védjegyet, olyan épület-üzemeltetési szabvá-

épületek üzemeltetői számára. Tulajdonképpen

nyokat dolgozott ki, amelyek szabályozzák és

magas szakmai színvonalú tervezési tevékeny-

országos viszonylatban egybevetik az épületek

séget és megfelelő minőségbiztosítási mecha17

Racionális energiafelhasználás, energiatakarékosság

nizmust megtestesítő eljárási rendről van itt szó.

sítéshez alapvető épületátvételi követelmé-

A LEED a következő öt kategória szerint érté-

nyeknek kell megfelelni, és minimális energe-

keli az épületek „zöld” jellegét: fenntartható

tikai teljesítménynormák érvényesülnek, de a

létesítmények, hatékony vízfelhasználás, ener-

tulajdonosok belátásuk szerint ennél szigorúbb

gia és környezet, anyag- és erőforrás-hasznosí-

célokat is kitűzhetnek maguk elé. A LEED

tás, valamint a belső környezet minősége.

alapján minősített első 53 épület átlagosan 30 százalékkal teljesítette túl az energiahatékonysági normákat.

Az újonnan készült, illetve a számottevő mértékben felújított épületek minősítése a LEEDNC rendszer alapján történik, míg a meglévő

Az Energy Star és a LEED jellemzőit az 1.

épületek és rendszerek fejlesztését a 2004-ben

táblázat mutatja be. Alapjában véve a LEED a

még csak kísérleti jelleggel alkalmazott, de ma

környezetbarát épület fogalmának meghatáro-

már elérhető LEED-EB rendszer segítségével

zásában nyújt segítséget, míg az Energy Star

minősítik. Az utóbbi rendszer hivatott segítsé-

elsődlegesen az energetikai hatékonyságra

get nyújtani a tulajdonosoknak abban, hogy

összpontosít. Mindkét rendszer kezelni tudja

épületeiket évről évre fenntartható módon

az új és a már használatban lévő épületeket, és

üzemeltethessék. Az energiafelhasználással és

mindkettő rendelkezik a piacon viszonylag

a légkondicionálással összefüggésben a minő-

újnak számító épületminősítési programokkal. 1. táblázat

Az Energy Star és a LEED épületminősítési program összehasonlítása Energy Star védjegy

LEED-NC

LEED-EB

A program bevezetésének éve

1999

2000

2003

A teljesítményértékelés módja

statisztikai adatok

az épület jellemzői

statisztikai elemzés és az épület jellemzői

Tanúsításért folyamodott épületek száma

19 000

1200

95 (kísérleti jelleggel működik)

Tanúsítványt kapott épületek száma

1 400

100

kísérleti jelleggel működik

Minimális elérendő pontszám

75

26

29

Maximális elérhető pontszám

100

69

74

Minimális épületméret, négyzetláb

általában 5000

N/A

N/A

Minősítési szintek száma

1

4

4

Az energiafogyasztás meghatározása

a fogyasztásmérő alapján

a létesítmény energiaköltsége

a létesítmény költségadatai vagy a fogyasztásmérők alapján

A nyilvántartásba vétel költsége (USD/négyzetláb)

nincs

0,015–0,05

felülvizsgálat alatt

A tanúsítvány hatálya

egy év

öt év

egy év

18

Racionális energiafelhasználás, energiatakarékosság

Mind az Energy Star, mind a LEED betartja az

mutatkozik. A teljesítményértékelés alapjául

Amerikai Fűtési, Hűtési és Légkondicionálási

az Energy Star – egy 1999-ben megállapított

Mérnöki Társaság (ASHRAE) szabványait, de

energiaátalakítási arányszámot alkalmazva –

a LEED hatóköre általánosabb. Értékelési

az összes, az adott épület üzemeltetéséhez

rendszerét tekintve a LEED az Energy Starban

igénybe vett energiaforrást használja fel, ezzel

szereplő elemeket is tartalmazza. A ’fenntart-

szemben a LEED-NC a létesítmény energia-

ható létesítmény’ kategóriában például a terv

költségeit vizsgálja. A LEED-EB lényegében e

a „külső tervmegoldások a hőhidak csökken-

két megközelítést kombinálva a létesítmény

tésére”

automatikusan

energiaköltség-mutatói vagy az Energy Star

megkapja a maximális pontszámot, ha Energy

Portfolio Managerének értékelési módszerét

Star védjegyet viselő tetőfedő anyagot alkal-

alkalmazza.

téma

vizsgálatakor

maznak. A létesítmény által helyben elfogyasztott enerA két program abban a tekintetben viszont

giamennyiség meghatározása ugyan elterjed-

alapvetően eltér egymástól, hogy míg az

tebb módja az adott objektum energetikai tel-

Energy Star teljesítményorientált, és statiszti-

jesítménye értékelésének, létesítmények ösz-

kai adatokat használ a létesítmény energiafel-

szehasonlítására azonban csak abban az eset-

használása és az országos átlag egybevetésére,

ben alkalmazható, ha ugyanazt a fűtőanyagot

addig a LEED-NC viszont az adott épületnél

használják fel. Ha viszont különböző fűtő-

található konkrét megoldásokra támaszkodik,

anyaggal üzemelő, eltérő kibocsátási értékek-

és az épület tényleges jellemzői alapján ad

kel és változékony árakkal jellemezhető épüle-

minősítést. A LEED-EB az Energy Starhoz

tek egybevetéséről van szó, az adott épület

hasonlóan teljesítményorientált, de túl is lép

üzemeltetéséhez igénybe vett összes energia-

rajta, mivel az egész épületre érvényes takarí-

forrást számításba vevő megközelítés ponto-

tási/fenntartási követelményeket érvényesít –

sabb tájékoztatást ad annak energetikai, kör-

köztük a felhasznált vegyszerek, a beltéri le-

nyezeti viselkedéséről és teljesítményéről. Az

vegőminőség, az energia- és a vízfelhasználás

Energy Star ez utóbbi módszert követi, a

hatékonysága, az újrahasznosítás, a külső kar-

LEED viszont az energiaköltségek csökkenése

bantartás és a rendszerek fejlesztése tekinteté-

alapján ítéli meg az energiahatékonyságot, ezért

ben. A két kezdeményezés közötti másik alap-

itt jelentős hatása van a közművek által érvé-

vető eltérés az energiahatékonyság mérésében

nyesített tarifáknak, a díjak szerkezetének is.

19

Racionális energiafelhasználás, energiatakarékosság

Sikeres stratégiák

• megfelelően méretezett szellőzőrendszerek alkalmazása, a ventilátorok és szabályo-

Noha sosincs egyetlen üdvözítő út a minősítés-

zásuk átállítása változtatható sebességű

hez, az Energy Star tanúsítványt elnyert épüle-

üzemmódra;

teket elemezve az EPA egyik, 2001-ben készült

• a klór-fluór-karbon (CFC) hűtőközeget

tanulmánya feltárt közöttük néhány közös vo-

használó berendezések energetikailag haté-

nást. A minősítést elnyert első 729 épület 99

konyabb modellekre cserélése a csökkenő

százalékában például rendszeres karbantartást

hűtési igénynek megfelelően, a kazánok és

végeznek, 85 százalékuk használ energiagaz-

más központi rendszerek energiahatékony

dálkodási irányító rendszert, 50 százalékuk

korszerűsítése.

pedig a világítás vezérlésére mozgásérzékelőket épített be. Az Energy Star kategóriába sorolt

Az EPA becslése szerint az energiahatékony-

épületek másik erőssége az energiahatékonyság

ságot célzó korszerűsítésre irányuló integrált

iránti elkötelezettség. Az Energy Star kézi-

megközelítés révén legalább 35 százalékos

könyve a már használatban lévő épületek ener-

javulás érhető el.

getikai hatékonyságának javítására az alábbi integrált megközelítést ajánlja:

Az Energy Star Új Épületek Tervezési Útmu-

• a berendezések, rendszerek és karbantartási

tatója (New Building Design Guidance) olyan

eljárások időszakos felülvizsgálata, egybe-

web-alapú kezdeményezés, amely energiával

vetve őket a tervezés során követett célok-

kapcsolatos kérdésekre összpontosító és integ-

kal és az aktuális igényekkel;

rált tervezési megközelítésre ösztönző ajánlá-

• energetikai szempontból hatékony világítási

sokat tartalmaz a tervezés minden egyes sza-

rendszerek és szabályozás felszerelése a

kaszára vonatkozóan. A Target Finder (célke-

fényminőség javítása és a hőfejlődés csök-

reső) nevű számolóprogram pedig az energeti-

kentése érdekében;

kai hatékonyság becslésére szolgál, és segítsé-

• Energy Star tanúsítványt elnyert irodai be-

gével már a tervezés kezdetén ki lehet tűzni

rendezések beszerzése, az ablakok ellátása

bizonyos energiafelhasználási célokat is. Az

védőfóliával, kiegészítő szigetelés vagy a

előrehaladás mérése a szimulált energiafel-

tetőre felvitt fényvisszaverő bevonat alkal-

használás és a célkitűzés egybevetésével tör-

mazása az energiafogyasztás és a parazita

ténik. A tervezési folyamat szerves részét ké-

hőmennyiség csökkentésére;

pező energiafelhasználási stratégia egybevet-

20

Racionális energiafelhasználás, energiatakarékosság

hető az ágazat élenjáró megoldásainak muta-

sebb készülékek fogyasztásának mérséklése

tóival.

útján, Energy Star minősítésű termékek alkalmazásával;

Mint már kiderült, a LEED a tervezés, az épí-

• hangsúlyt kell fektetni a kellemes hőérzetre,

tés és az üzemeltetés minden elemét számítás-

a beltéri levegő minőségére és a hatékony-

ba veszi, aminek kapcsán az alábbi célok és

ságra.

előnyök érhetőek el: • kisebb energiafogyasztás;

Az anyagok specifikálása, az építés és az üze-

• kisebb üzemi és karbantartási költség;

meltetés során:

• kényelmesebb épülethasználat;

• helyben vagy a régióban gyártott anyagokat

• a beltéri környezet és a személyzet egész-

használjanak; • az anyagok ne tartalmazzanak rákkeltő

ségének jobb állapota; • az alkalmazottak nagyobb termelékenysége;

vagy toxikus összetevőket;

• az ingatlan növekvő értéke.

• kevés, vagy semennyi illékony szerves vegyületet (VOC) tartalmazó, nem mérgező

A környezetkímélő épületek létrehozásának

hatású bevonóanyagokat, festékeket, lakko-

főbb szakaszai és jellemzői a következők sze-

kat és ragasztókat alkalmazzanak; • kerüljék a CFC és hasonló, a környezetre

rint foglalhatók össze:

ártalmas hűtőfolyadékok felhasználását; • teljes életciklusuk folyamán kedvező kör-

A munka kezdeti szakaszában, az érintett szereplők bevonásával kitűzött működési célokat

nyezeti hatású anyagokat válasszanak;

egy több szakterület képviselőiből kialakított

• válasszanak minél nagyobb újrahaszno-

csoport integrált együttműködése révén lehet

sított részt is tartalmazó anyagokat, és

elérni. A tervezés folyamán a következők ér-

gondoljanak az építési hulladék kezelé-

demelnek különös figyelmet:

sére is;

• a „szabad” energiaforrások hasznosítása,

• építés közben is ügyeljenek a beltéri leve-

beleértve a megújuló energiát, valamint a

gőminőségre; • a próbaüzem, az átadás és az üzemeltetés

természetes hűtést/szellőzést is; • az épületborítás állapotának javítása, odail-

során is, a karbantartás és monitoring kap-

lő méretű berendezések beállítása;

csán ellenőrizni kell, hogy a tervezési célok

• a beltéri energiafogyasztás csökkentése a

mennyiben teljesültek.

nappali fény hasznosításával, illetve a ki21

Racionális energiafelhasználás, energiatakarékosság

Előnyök és költségek

arra utal, hogy ez egy kicsit túlzott becslés. A hatékonyabb világítási rendszer valóban többe

Az EPA becslése szerint minden, az energia-

kerül, de gyors megtérülése mégis vonzóvá

hatékonyság növelésére fordított dollár 2–3

teszi ezt a megoldást. A magas színvonalú

dollárral növeli az adott ingatlan értékét – ezt a

vezérléssel ellátott, nagy hatékonyságú épület-

lehetőséget érdemes már az épület tervezése

gépészeti berendezések is többe kerülnek, de a

idején kiaknázni. Noha a szakmai közvéle-

tulajdonosok elmondása szerint a kisebb ener-

mény vélekedése szerint a környezetbarát

giafogyasztás, üzemeltetési és anyagkezelési

építkezés rendszerint 10–15%-os költségnöve-

költség együtt felülmúlja a felárat.

kedéssel jár, egy legutóbb készült felmérés

szintek

minősített

ezüst

arany

platina 0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

egy négyzetlábra jutó költség, USD

1. ábra 19 LEED-minősítésű épület fajlagos költségei (előzetes adatok)

22

1000

Racionális energiafelhasználás, energiatakarékosság

Kaliforniai szakértők értékelése szerint a ter-

költségadatai is szemléltetik. Mindemellett

vezésben a költségnövekedés főként az építé-

számításba kell itt venni azt is, hogy az épüle-

szeti és műszaki tervezés nagyobb időigényé-

tek fennállása során a teljes életciklusra számí-

vel, a megfelelő modellszámításokkal és a

tott ráfordításban a tervezés/építés aránya csu-

fenntartható üzemeltetési gyakorlat elsajátítá-

pán 15 százalékot képvisel, a beruházási költ-

sával függ össze. Egy négyzetméterre vetítve

ségek 5 százalékos növekedése így a teljes

viszont a LEED-épületek környezetbarát tulaj-

élettartamra vetítve már kevesebb, mint 1%.

donságai 460–600 dollárral több hasznot hoznak a megfelelő többletráfordításnál. Ez a ki-

Összeállította: Dr. Balog Károly

sebb energia- és vízköltség mellett alacsonyabb üzemeltetési/karbantartási, hulladékke-

Irodalom

zelési költségben, mérsékelt káros kibocsátásban és nagyobb termelékenységben jut kifeje-

[1] D’Antonio, P. C.: Energy Star, LEED and

zésre. A jó energetikai hatásfokú épületek ki-

commercial buildings. = HPAC Engineering, 76. k.

vitelezési költségei nem feltétlenül nagyobbak,

5. sz. 2004. p. 2–12.

sőt gondos tervezéssel akár változatlanok, vagy kisebbek is lehetnek,

amint azt az 1.

[2] Az U. S. Green Building Council internetes honlapja. = www.usgbc.org

ábrán 19 LEED minősítésű projekt beruházási

Röviden… Az USA felhasználta stratégiai olajtartalékainak egy részét A történelem során másodszor történt meg tavaly ősszel a Katrina hurrikán okozta fennakadások miatt, hogy az USA megnyitotta stratégiai olajtartalékait abból a célból, hogy kiegyenlítse a hurrikán miatti termeléskiesést. A tartalékokat az 1973-as olajválság után létesítették, négy föld alatti telephelyen 700 millió hordónyi fekete arany tárolására képesek. A feltöltés szintjét, a beszerzés forrásait és árait az Energiaügyi Minisztérium (DoE) jogosult meghatározni, a felhasználásról az USA elnöke dönthet komoly vészhelyzet esetén. Az első felhasználásra az 1991-es Öbölháború során került sor, ekkor 17 millió hordónyit értékesítettek az olaj világpiacának stabilizálása céljából. 2005 szeptemberében a Katrina hurrikán pusztításai nyomán kialakult kínálatcsökkenést eléggé veszélyesnek ítélték meg a Fehér Házban ahhoz, hogy újra megnyissák a vésztartalék csapját. A DoE 30 millió hordót kínált fel on-line árverésre, ebből 11 millió hordó talált gazdára 59–66 USD/hordó áron a minőségtől függően. (Petroleum Economist, 73. k. 1. sz. 2006. jan. p. 34.)

23