V-EDUCA A kézikönyv a Magyarország-Horvátország Határon Átnyúló Együttműködési Program által támogatott V-Educa (Vocational Education) projekt keretében került kidolgozásra.
KÖZEL NULLA ENERGIAIGÉNYŰ ÉPÜLETEK Kézikönyv
DDRFÜ Nonprofit Kft 2015. június
Tartalom
1
Közel nulla energiaigényű épületek fogalma ................................................................................................2 1.1
Definíciók ...........................................................................................................................................................3
1.2
Jogszabályi háttér ...........................................................................................................................................5
1.3
Megújuló energiaforrások bevonásának jelentősége ................................................................... 11
2
Rövid technológiai áttekintés ........................................................................................................................... 12
3
Építészeti megoldások......................................................................................................................................... 13
4
Épületgépészeti megoldások ............................................................................................................................ 20 4.1
Fűtés, hűtés, szellőzés ................................................................................................................................ 20
4.2
Villamos energiafogyasztás és energiatermelés ............................................................................. 26
5
Fogyasztói magatartás......................................................................................................................................... 33
6
Épületautomatizálási rendszerek ................................................................................................................... 34
1
1 V-EDUCA PROJEKT A V-EDUCA egy ún. „közel nulla nettó energiafelhasználású épületek (nearly zero energy building) tematikájú, a Magyarország-Horvátország IPA Határmenti Együttműködési Program 2007-2013 által finanszírozott szakképzési projekt. Az együttműködés 2014 július 1-jén indult, és 2015 június 30-ig tart. A V-Educa legfőbb célkitűzése, hogy egész közösségeket képezzen és motiváljon az nZEB építkezésekre, a megújuló energiaforrások (Renewable Energy Sources
–
RES)
gyakoribb
használatára,
ezzel
is
hozzájárulva
az
ésszerű
energiafelhasználáshoz és a CO2 kibocsátás csökkentéséhez. Fenti célok elérését szolgálja az építőipari célcsoportok szakembereinek képzése, a középületek energiafogyasztásának „okos mérése”, promóciós és motivációs rendezvények (például információs napok) szervezése, nZEB kézikönyv összeállítása és terjesztése. A projekt gyakorlatilag egy következő lépés az energiahatékony és fenntartható közösségek megalkotására magyar és horvát oldalon, ugyanakkor a meglévő helyi, regionális, nemzeti és EU szintű szabályozások és döntések tökéletes kiegészítője is lehet. A projektben három – két horvát és egy magyar – partner működik együtt. A Dél-Dunántúli Regionális Fejlesztési Ügynökség, mint vezető partner nagy tapasztalattal rendelkezik a regionális tervezés és finanszírozás, valamint a megújuló energiaforrások alkalmazása (RES) és energiahatékonyság (EE) terén. A Kaproncai Népfőiskola jelentős ismeretekkel rendelkezik tréningek és képzések szervezése terén, míg az Regionális Energiaügynökség Észak (Regional Energy Agency North - REA North) projektpartner a stratégiai és operatív tervezés, a különböző technológiák (RES, EE) és az ehhez kapcsolódó képzések és Uniós finanszírozási lehetőségek irányában segíti az együttműködést.
A projektpartnerekről az alábbi linkeken talál részletesebb információt: DDRFÜ Nkft - www.ddrfu.hu Open University - www.pou-kop.hr REA North - www.rea-sjever.hr
Bízunk benne, hogy kézikönyvünkben sok olyan információt talál, amelyet otthonában vagy munkahelyén hasznosítani tud majd!
2
2 KÖZEL NULLA ENERGIAIGÉNYŰ ÉPÜLETEK FOGALMA 2.1 Definíciók Az Európai Unió vonatkozó irányelveiben használt „nearly zero energy building” kifejezés fordításának több változata is megjelent a köznyelvben (pl. zéróenergiájú épületek, nullaenergiás épületek, közel nulla energiafogyasztású épületek). Az épületek energiahatékonyságával kapcsolatos elvárásokat az Európai Parlament és a Tanács 2010/31/EU irányelve (2010. május 19, EPBD recast) szabályozza, amely az épületek energiateljesítményéről szóló 2002/91/EK (2002. december 16, EPBD) irányelv átdolgozása. A 2010/31/EU irányelv fogalommagyarázatában az EU hivatalos fordítása szerint a nearly zero energy building magyar megfelelője a közel nulla energiaigényű épület kifejezés, ezért az oktatási anyag is ezt a kifejezést használja. Az irányelv szerint a közel nulla energiaigényű épület „igen magas energiahatékonysággal rendelkező épület”, amelyben „a felhasznált közel nulla vagy nagyon alacsony mennyiségű energiának igen jelentős részben megújuló forrásokból kellene származnia, beleértve a helyszínen vagy a közelben előállított megújuló forrásokból származó energiát is." Az épület energiahatékonyságának megítéléséhez az irányelv 1. számú melléklete nyújt módszertani segítséget. A fentiek alapján a közel nulla energiaigényű épület jellemzői: Energetikai teljesítménye magas, azaz az épület hőveszteségei csekélyek, a túlzott nyári felmelegedés ellen jól védett, az épületgépészeti rendszerek jó hatásfokúak, segédenergia igényük minimális. A hőveszteség maximális mértékét az irányelv nem fogalmazza meg. Az épület energiaigénye közel nulla vagy nagyon alacsony, ami egyrészt a csekély hőveszteségből, másrészt a fűtési és hűtési rendszerek hatékonyságából, minimális energiaigényéből adódik. Figyelembe kell azonban venni, hogy a használati melegvízellátás nettó energiaigénye nem korlátozható egy szinten túl, mivel az épületet használó személyeknek adott térfogatú és hőmérsékletű melegvízre van szükségük. A fenti két pont alapján alacsonyra csökkentett energiaigényt a jelentős hányadban megújuló energiaforrásokból kell fedezni (beleértve a megújuló forrásokból helyben vagy közelben kinyert energiát), de ennek a hányadnak a minimális mértékére nem tesz ajánlást az irányelv. A definíció tehát nem a passzív házak definiciójának logikáját követi: nem azt határozza meg, hogy évente és négyzetméterenként hány kilowatt energia kell a működtetéshez, hanem csak 3
a költségoptimalizált energiahatékonyságra utal. Emellett előírja, hogy az éves energiaigény egy részét megújuló energiaforrásból az épületen, illetve a telken belül kell előállítani. A
költségoptimalizált
energiahatékonyság
azt
jelenti,
hogy
az
energiamegtakarító
beruházásnak legkésőbb az épület élettartamának végéig meg kell térülnie. A tervezet melléklete jelentősen szigorítja az épületszerkezetek hőátbocsátási tényezőjét.1 A közel nulla energiaigényű épületekkel kapcsolatos uniós iránymutatásokat és az épületek energetikai jellemzőit szabályozó rendeletet a következő fejezetek ismertetik.
A hőátbocsátási tényező mutatja, hogy a szerkezeten - egységnyi idő alatt - mennyi energia halad át, ha a két oldala között 1 Kelvin fok a különbség. 1
4
2.2 Jogszabályi háttér Az Európai Unió energiapolitikai célja fenntartható, biztonságos és megfizethető energiaellátást biztosítani a fogyasztók számára. Ennek érdekben irányelveivel ösztönzi az energiafogyasztás mérséklését hatékonyabb technológiák bevezetésével, valamint támogatja a megújuló energiaforrások bevonását az energiamixbe. Ezek a lépések több szempontból is kívánatosak: klímapolitikai megfontolásokból, az energia-importfüggőség mérséklése kapcsán és a fogyasztók energiafelhasználásából adódó kiadásainak csökkentése érdekében. Az EU energiapolitikájának irányait az Európai Bizottság a 2010 márciusában kiadott Európa 2020 Stratégia 2020-as fő célkitűzéseinek keretében határozta meg: -
előirányozta az üvegházhatást okozó gázok 20%-os (de lehetőség szerint akár 30%os) csökkentését az 1990-es szinthez képest,
-
a
megújuló
energiaforrások
arányának
20%-ra
való
növelését
a
végső
energiafelhasználásban, -
továbbá 20%-os energia-megtakarítás elérését.
Mivel az épületek az EU energiaigényének 40%-át és üvegházhatású gázkibocsátásának 36%-át adják , az épületenergetikai fejlesztések jelentősen hozzájárulhatnak a célok eléréséhez. Az épületekben elvégzett energiahatékonysági beavatkozások főként a hőenergia igény csökkentésére kell, hogy irányuljanak, mivel az épületekben az energia 80%ára hő formájában van szükség. Tekintve, hogy a hőenergia-igény mérséklése az épületek hőveszteségeinek csökkentésével érhető el, a kapcsolódó uniós irányelvek is az épületek energiahatékonyságának szabályozására törekednek. A legfontosabb direktíva e tekintetben az Európai Parlament és a Tanács 2010/31/EU irányelve (2010. május 19.) az épületek energiahatékonyságáról. Az irányelv célja az épületek, azok részei és önálló rendeltetési egységei energiahatékonyságának előmozdítása. Előírja, hogy a tagállamok kötelesek olyan, az épületek energiahatékonyságának kiszámítására vonatkozó módszertant elfogadni, amely figyelembe veszi a következő tényezőket: -
az épület hőtechnikai jellemzői (hőkapacitás, hőszigetelés stb.);
-
fűtési rendszer és melegvíz-ellátás;
-
légkondicionáló rendszerek;
-
beépített világítóberendezés;
-
beltéri klimatikus körülmények; 5
egyéb tényezők hatásai (benapozási viszonyok, a természetes világítás, kapcsolt
-
energiatermelés által termelt elektromos áram és a táv- vagy tömbfűtési és -hűtési rendszerek, stb.). A
tagállamok
a
költségoptimalizált
szintek
elérése
érdekében
kötelesek
az
energiahatékonyságra vonatkozó minimumkövetelményeket meghatározni, amelyeknek az értékét ötévente felül kell vizsgálni. A minimumkövetelmények meghatározásakor a tagállamok különbséget tehetnek az új és meglévő épületek, valamint az épületek különböző fajtái között: az új épületeknek meg kell felelniük ezeknek a követelményeknek, és még a kivitelezésük kezdete előtt megvalósíthatósági tanulmányt kell készíteni a megújuló energián alapuló ellátási rendszerek és a kapcsolt energiatermelő rendszerek beépítéséről. A meglévő épületek jelentős felújítása során olyan módon kell javítani azok energiahatékonyságát, hogy a minimumkövetelmények teljesüljenek. Az irányelv lehetőséget biztosít olyan speciális funkciójú épületek kizárására a minimumkövetelmények alkalmazása alól, mint a hivatalosan védett épületek, istentiszteletre használt épületek, ideiglenes épületek, az évente korlátozott idejű használatra szánt lakóépületek, valamint azok a szabadon álló épületek, amelyek teljes hasznos alapterülete nem éri el az 50 m2-t. Az épületgépészeti rendszereknek (fűtés, melegvíz-ellátás, légkondicionálás, szellőzés) cseréje vagy korszerűsítése esetén az új rendszereknek is meg kell felelniük az energiahatékonyságra vonatkozó követelményeknek. A direktíva emellett szorgalmazza intelligens energiafogyasztás-mérők beszerelését is. Az energiahatékonyság növelése érdekében megfogalmazza, hogy a tagállamoknak a közel nulla energiaigényű épületek számának növelésére irányuló nemzeti terveket kell készíteniük. Emellett a tagállamoknak biztosítaniuk kell, hogy -
2018. december 31. után a hatóságok által használt vagy tulajdonukban levő új épületek közel nulla energiaigényű épületek legyenek;
-
2020. december 31. után valamennyi új épület közel nulla energiaigényű épület legyen.
Az említett nemzeti tervekben szerepelnie kell a közel nulla energiaigényű épületek fogalommeghatározásának számszerű mutatókkal (kWh/m2/év) alátámasztva a primerenergiafogyasztás kapcsán; időközi céloknak az új épületek energiahatékonyságának 2015-ig történő javítására vonatkozóan; az épületek energiahatékonyságának javítását ösztönző elfogadott szakpolitikákról és pénzügyi intézkedésekről szóló tájékoztatásnak. Az irányelv előírja továbbá, hogy a tagállamoknak létre kell hozniuk egy, az épületek energiahatékonyságát
igazoló
tanúsítási
rendszert.
A
tanúsítvány
az
épületek
energiafogyasztására vonatkozó információkat, valamint a költséghatékonyság javítását célzó 6
ajánlásokat tartalmaz. Egy épület vagy önálló rendeltetési egység értékesítésre vagy bérbeadásra kínálásakor a kereskedelmi médiában megjelenő hirdetésekben szerepelnie kell az energiahatékonysági tanúsítványban feltüntetett energiahatékonyság-mutatónak, ezen kívül a tanúsítványt be kell mutatni a bérlőnek vagy vevőnek. Az épületek energiahatékonyságáról szóló 2010/31/EU irányelv az energiahatékonyságot és a felújítások és beruházások gazdaságosságát is előtérbe helyezve előírja a tagállamoknak, hogy úgy állapítsák meg az épületekre vonatkozó energetikai követelményeket, hogy azok az épület várható élettartama során a legnagyobb megtakarítást eredményezzék, a beruházás költségeit és a szokásos éves ráfordításokat összegezve. A számítások elvégzéséhez az Európai Bizottság egy egységes keretmódszertant készített, amelyet „az épületek energiahatékonyságáról szóló 2010/31/EU európai parlamenti és tanácsi irányelvnek az épületek és épületelemek energiahatékonyságára vonatkozó minimumkövetelmények összehasonlító
költségoptimalizált
módszertani keret
szintjeinek
meghatározásával
kiszámítására
szolgáló
történő kiegészítéséről”
szóló
244/2012/EU felhatalmazáson alapuló bizottsági rendelete tartalmaz. A rendelethez készült egy útmutató is, amely 2012/C 115/01 számon jelent meg az Európai Unió Hivatalos Lapjában 2012. április 19-én. A rendelet szerint a tagállamoknak a saját épületállományukra jellemző épülettípusokat kell kiválasztani a rendeletben meghatározott számban és ezekre különböző felújítási csomagokat kell elméletben összeállítani, figyelembe véve a műszaki lehetőségeket és realitásokat. Ezekre kell a számításokat elvégezni és a számítások eredményei alapján megállapítani a leggazdaságosabb változatokat. Az épületek vagy épületelemek energiahatékonyságára vonatkozó minimumkövetelmények költségoptimalizált szintjeinek kiszámítása során a tagállamoknak a végrehajtási rendelet mellékletében rögzített összehasonlító módszertani keretet kell alkalmazniuk. A keret előírja költségoptimalizált szintek mind makrogazdasági, mind pénzügyi szempontból történő kiszámítását, de tagállami hatáskörébe utalja annak meghatározását, hogy e számítások közül melyiknek az eredménye legyen az a nemzeti referenciaérték, amelynek tükrében a nemzeti energiahatékonysági minimumkövetelmények értékelésre kerülnek. A számítások során a tagállamoknak a megadott kezdőévet kell alkalmazni (2012), és a meghatározott kalkulációs időszakot kell alapul venni (30 év), valamint a meghatározott költségkategóriákat kell alkalmazni. A széndioxid-kibocsátási költségek tekintetében minimális alsó határként az uniós kibocsátás-kereskedelmi rendszerben alkalmazott árak jelenlegi előrejelzését kell alkalmazniuk.
7
Tagállami szinten kell megállapítani az épületek és/vagy épületelemek becsült gazdasági élettartamát, a diszkontrátát, az az energiahordozók, termékek, rendszerek költségeit, karbantartási költségeket, működtetési költségeket és munkaköltségeket. Szintén a tagállami primerenergia-tényezőket kell használni. Azonban az energiahordozók tekintetében a javasolt áraktól eltérhetnek. A tagállamoknak elemzést kell készíteniük annak megállapítására, hogy a számítási eredmények mennyire érzékenyek az alkalmazott paraméterek változásaira; az elemzésnek ki kell terjednie legalább a különböző energiaár-alakulások és a számításokhoz használt diszkontráták hatásaira, továbbá lehetőleg egyéb olyan paraméterekre is (például az energiaáraktól eltérő árak alakulása), amelyek várhatóan jelentős hatást gyakorolnak a számítások eredményeire. A számításoknak a 244/2012/EU felhatalmazáson alapuló bizottsági rendelet szerinti elvégzésére az Energiaklub Szakpolitikai Intézetet és Módszertani Központot bízta meg a Belügyminisztérium. A rendelet által előírt, kötelezően vizsgálandó épülettípusok az alábbiak voltak: a) családi házak b) társasházak c) irodaépületek d) a 2010/31/EU direktíva I. mellékletének 5/d –5/i bekezdései szerinti egyéb épületek közül azok, amelyekre nemzeti követelményértékek vannak érvényben. A rendelet értelmében minden épületkategória esetében legalább egy referenciaépületet kellett meghatározni az új épületekre, legalább kettőt pedig a meglévő, jelentős felújításra váró épületekre vonatkozóan. A tipizálást az energiahatékonysági intézkedések meghatározása követte meglévő épületeknél és új építés esetén, valamint a primer energiára vetített épületenergetikai számítások elvégzése a tipizált épületeknél, az előzőleg meghatározott energiahatékonysági intézkedések szerint. Az energetikai számításokba épült a globális költségek meghatározása a rendeletben meghatározott költségkategóriák és számítási módszertan szerint, majd az érzékenységi vizsgálat készítése bizonyos bemenő paraméterek (energiaárak és diszkontráta) tekintetében. Mindezen számítások alapján került sor a különböző energiahatékonysági intézkedésekre vonatkozó
számítások
globális
költségeinek
vizsgálatára,
a
költség-optimumok
meghatározására és az eredmények összehasonlítására a jelenleg érvényben lévő nemzeti követelményértékekkel, és az esetleges eltérések magyarázata a Bizottság felé.
8
Az uniós irányelv előírásainak megfelelően hazánkban az épületek energetikai jellemzőinek meghatározásáról a 7/2006. (V. 24.) TNM rendelet rendelkezett. Előírta, hogy – adott kivételek mellett - épületet úgy kell tervezni, kialakítani, megépíteni, hogy annak energetikai jellemzői megfeleljenek a rendelet 1. mellékletében foglaltaknak. Az épület energetikai jellemzőjét a tervező döntése szerint vagy a 2. mellékletben meghatározott, részletes vagy egyszerűsített módszer egyikével, a 3. melléklet szerinti adatok figyelembevételével, vagy ezekkel a módszerekkel egyenértékű, nemzetközi gyakorlatban elfogadott számítógépes szimulációs módszerrel kell meghatározni. A 2002/91EK irányelv és annak módosítása (2010/31/EU) előírja a tagországoknak, hogy az épületek
energetikai szabályozására
vonatkozó
rendelet
számítási
módszereit
és
követelményrendszerét legalább 5 évente felül kell vizsgálni. Ezen felülvizsgálat keretében jelent meg 2012. augusztus 13-án a belügyminiszter 40/2012 BM rendelete. A rendelet viszont mégsem módosította az energetika követelményértékeket, csak a belső tér komfortjára és egyes gépészeti rendszerekre vonatkozólag határozott meg V. fejezet címen 2013. január 9től érvénybe lépő új követelményeket. Emellett új fogalmakat és új szabályozást vezetett be, segítve a megújuló energiaforrások hatékonyabb hasznosítását, eszerint:
2013. január 9-i hatállyal az épület tágabb környezetét is figyelembe véve kell elvégezni az alternatív energiák alkalmazásának lehetőségét,
2013. július 9-i hatállyal ezt a vizsgálatot már minden új beruházás esetén el kell végezni.
2013. január 9-i hatállyal egyértelműsítette, hogy meglévő hatósági rendeltetésű állami tulajdonú közhasználatú, és az 1000 m2 feletti hasznos alapterületű épületek különböző mértékű felújítása esetén milyen követelményeket kell kielégíteni.
2013. július 9-i hatállyal e szabályozást kiterjesztette minden meglévő épületre.
A rendelet módosította továbbá a számításokat definiáló 2. Mellékletet is.
A 2002/91/EK irányelv 2. cikke 3. pontjának, valamint 7. és 10. cikkének való megfelelés érdekében rendelkezik az épületek energetikai jellemzőinek tanúsításáról a 176/2008. (VI.30.) kormányrendelet. Felsorolja a tanúsítvány tartalmi követelményeit, szabályozza, hogy mikor kell energia megtakarítási javaslatokat tenni, és a tanúsítvány érvényességi idejét 10 évben határozza meg. Definiálja továbbá a tanúsítást végzővel szembeni követelményeket és maximálja a tanúsítás díját. A rendelet 1. számú melléklete tartalmaz egy mintát az energetikai minőségtanúsítványhoz, 2. számú melléklete az energetikai minőségtanúsítvány alátámasztó munkarészét ismerteti, míg 3. számú melléklete az energetikai minősítési osztályokat ismerteti. 9
Kapcsolódó jogszabályként kell megemlíteni a Kormány 105/2012. (V. 30.) Korm. rendeletét az egyes építésügyi és területrendezési tárgyú kormányrendeletek módosításáról. A rendelet apróbb módosításokat tartalmaz többek között az épületek energetikai jellemzőinek tanúsításáról szóló 176/2008. (VI. 30.) Korm. rendelet tekintetében. 2013 májusában jelent meg a Kormány 1246/2013. (IV. 30.) Korm. határozata, amely ismerteti az energetikai követelményeket, és felhívja a belügyminisztert a 7/2006 (V. 24.) TNM rendelet módosítására. A melléklet tartalmazza a 2018 január 1-től (középületekre 2015 jan. 1-től) alkalmazandó U értékeket és energetikai előírásokat. A kormányrendelet tájékoztatást és a költségtöbbletet kompenzáló támogatási rendszer bevezetését is előírja 2013 december 31-ig. A módszertan a korábbiakhoz képest nem változott. Az 1246/2013 (IV. 30.) határozatban szereplő döntés – miszerint a módosítani kell a hazai előírásokon-eredménye a 20/2014. (III. 7.) BM rendelet elfogadása. Ez a rendelet kiegészíti és módosítja a 7/2006 (V. 24.) TNM rendeletet, amit kiegészített formában továbbra is alkalmazni kell. A TNM rendelet kiegészült egy 5. melléklettel, amely a kormányhatározatban már meghatározott értékeket ültette át. A 2010/31/EU irányelv által előírt követelmények figyelembe vételével, a 7/2006. (V. 24.) TNM rendeletet és azt módosító 20/2014. (III. 7.) BM rendelet alapján a hazai vagy uniós pályázati forrás vagy központi költségvetési támogatás igénybevétele esetén 2015. január 1-jétől, minden más esetben 2018. január 1-jétől szükséges alkalmazni ezeket a költségoptimalizált energetikai követelményértékeket. . A Bizottság formai véleménye miatt szükségessé vált a közel nulla szint definíciójának és a bevezetési időpontoknak a megjelenítése a rendeletben. A 20/2014. (III. 7.) BM rendelet definíciója szerint a közel nulla energiaigényű épület olyan költségoptimalizált szinten megvalósult vagy annál energiahatékonyabb épület, amelyben az éves primerenergia-igény legalább 25%-át olyan megújuló energiaforrásból biztosítják, amely az épületben keletkezik, az ingatlanról származik vagy a közelben előállított. 2015 februárjában fogadták el a Nemzeti Fejlesztési Minisztérium és az ÉMI Építésügyi Minőségellenőrző
Innovációs
Nonprofit
Kft.
koordinálásával
kidolgozott
Nemzeti
Épületenergetikai Stratégiát (NÉeS). Ez a stratégia rögzíti azokat a fő irányokat, amelyek a 2011-ben elfogadott „Nemzeti Energiastratégia 2030” című dokumentumban megfogalmazott célok
elérése
érdekében
a
2020-ig
(illetve
2030-ig)
a
hazai
épületállomány
energiafelhasználásának jelentős mértékű csökkentését teszik lehetővé. A stratégia tartalmaz egy nemzeti tervet is a közel nulla energiaigényű épületek számának növelésére. Ebben a fejezetben ismerteti, hogy a költségoptimalizált és a közel nulla követelményszint bevezetése érdekében módosításra került a TNM rendelet. A költségoptimum szintre vonatkozóan szigorításra kerültek többek közt a hőátbocsátási tényezőkre, a fajlagos hőveszteségtényezőre és az összesített energetikai jellemzőre vonatkozó követelményértékek. 10
2.3 Megújuló energiaforrások bevonásának jelentősége
A
Debreceni
Egyetem
„A
megújuló
energiaforrásokat
alkalmazó
közel
nulla
energiafogyasztású épületek követelményrendszere“ című tanulmányában kétféle értelmezést említ a nulla energiafogyasztás kapcsán: •
valamennyi igényt nulla primer energiatartalmú (szoláris, szél) energiával elégíti ki (beleértve a rendszerek veszteségeit és segédenergia igényét);
•
az energiaigény egy részét fosszilis forrásból elégítik ki, de ezzel azonos mennyiségű primer energiát adnak át országos hálózatnak (elektromos áram) vagy közműhálózatnak (termikus energia).
Az első változat gyakorlatilag egy autonóm épületet feltételez, szezonális hőtárolással és egyéb nem szokványos megoldásokkal (vízbontás, tüzelőanyag cella). Ilyen létezik, de ez várhatóan nem a következő néhány évtized általános gyakorlata lesz. A második változat nem zárja ki a fosszilis energia felhasználását, de azt ellentételezni kell megújuló forrásból származó energiával. Utóbbi egy részét az aktuális igények kielégítésére hasznosítjuk vagy helyben tároljuk, a felesleget pedig külső hálózatnak adjuk át. A megítélés alapja az éves mérleg: a felhasznált energia és a külső hálózatnak átadott energia (primer energiában kifejezett) különbsége. Ami a mérleg időbeli kiterjedését illeti, lehetne beszélni napi, havi, szezonális mérlegről a tagországok körében általánosan elfogadott az éves időtartamra vonatkozó mérleg, a nemzeti szabályozásban is ezt célszerű alkalmazni. A „recast” definíciójának harmadik pontja szerint a jó energetikai minőségű épület alacsony energiaigényének nagyon jelentős részét megújuló forrásból kell fedezni. Ez a megfogalmazás magában foglalja a „közel nulla” jelentését, hiszen nem arról van szó, hogy az alacsony energiaigényt teljes egészében kell megújuló forrásból fedezni, hanem csak annak jelentős részét. Hogy mennyi a „közel” és a „jelentős rész” mértéke, az egyrészt az ésszerű műszaki megoldásoktól függ, másrészt a költségoptimálás eredményeinek mérlegelésével dönthető el. Nem kizárt a ténylegesen nulla igényű, sőt az energiát exportáló (plus-energy, energy active) épületek létesítése sem. Fontos azonban, hogy primer energiában kifejezett éves mérlegről: az „importált” primer energia és az „exportált” primer energia különbségéről van minden esetben szó.
11
3 RÖVID TECHNOLÓGIAI ÁTTEKINTÉS
Az NZEB épületek kialakításának elvei hasonlóak a passzív házak elveivel. A passzívház jellemzőit kiválóan foglalja össze Hegedűs Attila építész Építészfórum portálon közzétett cikkében.2 Eszerint a passzív ház egy olyan épület, amely kimagaslóan jó hatékonysággal, és jelentős gépészeti közreműködés
nélkül (passzívan)
hasznosítja a környezetében
rendelkezésre álló hőenergiát. Általánosságban elmondható, hogy a passzívház fűtési energiaigényének 1/3-át a nyílászárókon át érkező napenergia, 1/3-át a bent tartózkodó személyek és a használt berendezések hőleadása, 1/3-át pedig valamilyen hőtermelő (fűtési rendszer) biztosítja. Ez a hatékonyság azt jelenti, hogy jó közelítéssel egy passzívház fűtési energiaigénye körülbelül 10%-a egy hasonló, hagyományos épületnek. Egy ilyen épület 1 m2-nyi területe 1 éven át kifűthető maximum 15 kWh-nyi energiával, ami megközelítőleg megfelel 1,5 m3-nyi gáz fűtőértékének. Így például egy 150 m2-es ház fűtési energiaigénye kevesebb, mint havi 20 m3 földgáz. Sem a passzív ház, sem a NZEB épület nem jelent egy újfajta építési rendszert, vagy egy konkrét technológiát. Sokkal inkább mondhatjuk, hogy az építészetben és az építőiparban általánosan
használt,
járatos
megoldások
tudatos
-
műszakilag
fegyelmezett,
összefüggésekben vizsgált - felhasználása. Ahhoz, hogy a kitűzött célt elérje az épület, a passzívház esetében egyértelműen számszerűsíthető követelményértékeket határoznak meg. Amennyiben ezeket teljesíti, biztosítható a megkívánt színvonal. A legfontosabb elvárás, hogy az épület fajlagos fűtési energiaigénye ne haladja meg a 15 kWh/m²év értéket. Ez az érték a korábbi elméleti kutatások, valamint az első passzívházak gyakorlati tapasztalatainak összegzése, egy kivitelezési, ráfordítási és energetikai optimum. Ez az a szint, melynek közelében - reális időtáv figyelembevétele esetén - az épület bekerülési és üzemeltetési költségei összességében a legalacsonyabbak lehetnek. Az NZEB értelmezése ettől némileg eltér, ahogy azt az első fejezetben ismertettük – itt ugyanis nem egy meghatározott fajlagos energiaigény értéknek kell megfelelni, hanem költség-optimalizációt kell alkalmazni.
2
http://epiteszforum.hu/passzivhazak-alapkerdesei
12
4 ÉPÍTÉSZETI MEGOLDÁSOK
Mind a passzív házak, mind az NZEB épületek esetében az épület határoló szerkezeteinek légtömörsége kiemelkedő fontossággal bír. Arra kell törekedni, hogy a szerkezeteken és a szerkezeti réseken keresztül minél alacsonyabb legyen a levegőáramlás. A légcsere csökkentése
a
hőszigetelés
hatékonyságának
növelésén
keresztül
is
segíti
az
energiaveszteség minimalizálását, ezen felül növeli az épület műszaki minőségét, valamint a kontrollált szellőztetés hatékonyságát is. Jelentős szerepe van az energia-megtakarítás mellett a lakókomfort szintjének emelésében is, hiszen segít elkerülni a kellemetlen huzatérzetet és növeli az épület zajvédelmét. Ennek a követelménynek a teljesülését az építkezés egy adott szakaszában méréssel is igazolni kell. Nem csak a fűtési szezonban szempont az alacsonyabb üzemeltetési költség és a lakótér komfortja, hanem a nyári időszakkal kapcsolatban is fogalmazunk meg hasonló elvárásokat. Aa lakótér nyári túlmelegedése nem haladhat meg egy adott szintet (passzív házaknál 10%). Ez a kritérium - az ilyen épületek kiemelten jó hőszigetelési képessége, megfelelő tájolása, a beépített szellőztető rendszer és az árnyékolási megoldások racionális alkalmazása miatt - az esetek többségében klimatizálás nélkül is elérhető. Ennek érdekében az épület hőveszteségeit csökkenteni, míg a hőnyereségeket növelni kell. A konkrét eszközök mellett ebben először a tervezési alapelveket kell megfelelően alkalmazni. A tervezési terület környezeti feltételeinek, a klimatikus adottságoknak az ismerete és figyelembevétele mellett kiemelt eszköz az épületek megfelelő tájolása, tömegformálása, az optimális alapterület / lehűlő felület arány megtalálása. Az épület konkrét alaprajzi rendszerének, az ablakok mennyiségének és méretének, valamint az árnyékolási megoldások racionalizálásának a szerepe sem elhanyagolható. Ezek együttes alkalmazásával lehet a legnagyobb hatással lenni a majdani épület energiaigényére. A műszaki megoldások vonatkozásában, első körben a jó minőségű, egyenletesen hőszigetelt, hőhidaktól mentes épületburok szerepét kell kiemelni. Ennek energetikai rendeltetése elsősorban a hőveszteségek csökkentésében jelentkezik. Ennek a buroknak a részei a megfelelően tájolt, minőségi nyílászárók, amelyek rendeltetése passzívházakban különösen fontos.
Ezek
az
elemek
a
hőveszteség
minimalizálása
mellett
a
hőnyereségek
maximalizálásában - napsugárzás energiatartalmának hasznosításával - is kiemelt szerepet vállalnak. A következő fontos szempont, hogy a határoló szerkezeteknek önmagukban, illetve a csatlakozásoknak a lehetőségek szerint minél légzáróbbnak kell lenniük. Az épület egészének légtömör kialakítása az épületek fontos alkotóeleme.
13
A mai építési technológiák mellett már hagyományos épületeknél is problémát jelent, hogy az ablakok zárt állapotában a lakás levegője hamar elhasználódik. A lakótér komfortjának megőrzése miatt azonban mindenképpen biztosítani kell a szükséges, folyamatos szellőzést. Ezt kiegyenlített szellőztetési rendszerrel kell megoldani, a hőveszteségek minimalizálása érdekében minden esetben hővisszanyerős szellőzéssel. Ennek elve, hogy a távozó levegő nagy hatékonysággal átadja a benne tárolt hőenergiát a beszívott friss levegőnek anélkül, hogy a légáramok (és ezzel együtt a szennyező anyagok, vagy a szagok) keverednének. Általánosságban elmondható, hogy a legtöbb épület esetében a legjelentősebb energia- és költségmegtakarítást a hőigény csökkentésével lehet elérni, vagyis érdemes első lépésben az épülethéj hatékonyabbá tételében gondolkodni. Ez alatt az épület homlokzatának, padlás- és pincefödémeinek utólagos, külső hőszigetelése, a nyílászárók cseréje és egyúttal a külső árnyékolás megoldása értendő. Az évtizedekkel ezelőtt épült épületek falai 2-3-szor annyi hőt engednek át, mint amennyi egy ma épülő épületnél követelmény. A régi ablakok hőátbocsátási tényezője is többszöröse egy modern, hőszigetelő üvegezésű ablakénak: a régen épült épületekre jellemző Geréb-tokos ablakok U-értéke 3 W/m2K körül alakul, de rossz esetben akár a 6 W/ m2K -t is elérheti. Tovább ront a helyzeten, ha az eltelt évtizedek alatt a keretek megvetemedtek, az ablaküveget rögzítő gitt az enyészeté lett, magyarul „húznak” az ablakok. Felmerül a kérdés, hogy milyen mértékben érdemes javítani az épülethatároló elemek hatékonyságát? Ez természetesen egyedi mérlegelés és döntés kérdése, ugyanakkor – mivel a beruházás 25-30 évre szól – ha már belevágunk a korszerűsítésbe, érdemes arra törekedni, hogy elérjük, sőt meghaladjuk az új építésű épületeknél megengedett értékeket. A különböző modellszámítások mind azt mutatják, hogy megtérül a beruházás. A homlokzati hőszigetelés tekintetében kritériumként szabható meg, hogy a falazat rétegtervi hőátbocsátási tényezője jobbat érjen el a 0,3 W/m2K értéknél. Ennek a kritériumnak a leggyakoribb téglatípusokból épült falazatok általában 10-12 cm vastag polisztirolhab vagy kőzetgyapot hőszigetelés esetén felelnek meg, ennek pontos megállapításához azonban egyedi energetikai szakértői számítás szükséges. Annál is inkább szükséges a szakértő, mert a páradiffúziós szempontokat is figyelembe kell venni annak érdekében, hogy a nedvességtartalom ne legyen magasabb a megengedettnél - vályog falazattal épült házak esetében például kifejezett körültekintéssel kell eljárni e tekintetben.
14
1. ábra: Polisztirol hőszigetelés (Forrás: www.proidea.hu)
A padlásfödémek tekintetében fa födémek esetén 10 cm vastag, vasbeton födémek esetén a 15 cm vastag üveggyapot szigetelés általában megfelel a követelményértéknek. Ez talán a legegyszerűbben megvalósítható lépése a korszerűsítésnek, hiszen a szigetelőanyagot egyszerűen csak le kell teríteni a padlástérben.
2. ábra: Üveggyapot szigetelés (Forrás: www.szigetelesinfo.hu)
A mai hatékony ablakokra jellemző U-érték 1-1,2 W/m2K körül alakul – ennél rosszabbra már nem érdemes cserélni az ablakokat, hiszen jelenleg ez az általánosan elterjedt, elérhető szint, és a technológia további javulása várható (jelenleg is léteznek már 0,8-0,9 W/m2K U-értékű nyílászárók).
15
3. ábra: Jó szigetelőképességű műanyag nyílászárók
Az épülethatároló szerkezetek hatékonyabbá tétele a nyári hővédelem szempontjából is sokat számít, továbbá a szükséges kazán-teljesítményre is hatással van, mivel így kisebb teljesítményű kazán is elég az épület felfűtéséhez. Ez nem csak az új kazán árában jelent csökkenést, hanem értelemszerűen a felhasznált tüzelőanyag mennyiségében is. Az épület „magas energetikai teljesítménye” a „recast” definíciójának első és második pontját összevonva az épületre és épületgépészeti rendszerekre összevontan értelmezhető, mivel alacsony energiaigény az épületgépészeti rendszerektől függetlenül nem értelmezhető. A „magas energetikai teljesítmény” mértékét a szabályozás első és második szintjén megfogalmazott követelmények szabják meg. Az elemek szintjén ez a következő formákban jelenik meg:
Az egyes határoló- és nyílászáró szerkezetek megengedett legnagyobb hőátbocsátási tényezője. E tekintetben a jelenlegi „passzívház” gyakorlatot és a Magyar Mérnöki Kamara által javasolt értékeket lehet megcélozni. Túlhajtott, szélsőségesen szigorú követelményeket nem célszerű előírni, mérlegelve egyrészt az életciklusra vonatkozó energiamérleget, másrészt a költségoptimálás előre becsülhető eredményeit. Szükség van továbbá bizonyos tartalékra is olyan épületekre számítva (ezek az általunk elvégzett elemzések szerint legfeljebb 5 %-os valószínűséggel fordulhatnak elő), amelyek kedvezőtlen adottságaik okán csak a követelményértéknél jobb hőátbocsátási tényezővel tudnak megfelelni az éves fajlagos primer energiaigény formájában megfogalmazott követelménynek. 16
A nyári túlzott felmelegedés elleni védelem tekintetében csak részbeni megoldást jelenthetnek egyes egzakt elıírások, amelyek a következőkre terjedhetnek ki:
a transzparens határolások a kritikus hónapok kritikus óraközeiben ne legyenek benapozottak, vagy
az üvegezés össz-sugárzásátbocsátási tényezője ne haladjon meg egy előírt értéket (esetleg nyáron társított szerkezettel együtt értelmezve),
amennyiben a funkció és a környezet az éjszakai szellőzést lehetővé teszi, a nyílászárók mérete, pozíciója és működési módja feleljen meg néhány ökölszabálynak.
Ezek a szabályok az épület rendeltetése, hőtároló tömege és a nyílászárók tájolása függvényében differenciáltan adhatók meg, de csak részleges – inkább csak figyelemfelhívó – megoldást jelentenének.
Hőtermelő
berendezések
(kazán,
kályha)
hatásfokának
(vagy
teljesítmény-
tényezőjének, ami az előző reciproka) előírása a tüzelőanyag függvényében.
Cső- és légcsatorna hálózatok, tárolótartályok és készülékek hőszigetelésére vonatkozó követelmények.
Hőcserélők,
ventilátorok,
szivattyúk,
vezérlések
és
szabályozások
minőségi
követelményei. Az épület szintjén a fajlagos hőveszteségtényező (W/m 3 K) értékét továbbra is a felület/térfogat arány függvényében kell előírni. Ebben az eddigiek szerint csak olyan tényezők szerepelnek, amelyek az épülettől magától függenek és minden olyan tényező szerepel, amely az
épület
hőtechnikai
minőségét
jellemzi.
A
fajlagos
hőveszteségtényező
követelményértéknek az épület geometriája (felület/térfogat arány) függvényében történő megadása azért szükséges, hogy ne támasszunk abszurd követelményeket a kedvezőtlen geometriájú (kis abszolút mérető vagy mozgalmas tömegű) épületekkel szemben. El kell utasítani azokat a szakszerűtlen (de előforduló) vélekedéseket, miszerint új épületek esetében kedvező geometriájúakat kell tervezni és egyetlen általános érvényű számmal kell kifejezni a követelményértéket. Nem is szólván az abszolút méret igen jelentős szerepéről a tömegalakítást számos tényező befolyásolja: a telek mérete, a beépítési előírások, a tájolás, az utcák vonalvezetése, funkcionális adottságok (bejárat, gépkocsi behajtás), tájolás, benapozás, környezeti terhelések (zaj, légszennyezés), kilátás… a tömegformálásról csak mindezek (és az energetikai szempontok) együttes mérlegelésével lehet dönteni. Felmerül a kérdés, hogy az épület egészére vonatkozó követelményértéket ki lehet egészíteni a légtömörségre vonatkozó követelménnyel. Ez elvileg indokolt lehet, azonban figyelembe kell vennünk azt a tényt, hogy a légtömörség érdekében ugyan a tervezés és kivitelezés során 17
sokat lehet tenni, de számszerű értékének meghatározására nincsen módszer. Az elkészült épületek légtömörségének méréssel történő ellenőrzésére ugyan elvileg van eljárás (blower door), de a mérés elvégzésének vannak időjárási feltételei (hőmérsékletkülönbség, szél) és technikai korlátai (egy több tízezer köbméter térfogatú épületben nem könnyű létrehozni 50 Pa túlnyomást), ezért nem javasolunk olyan általános előírást, ami a blower doorral történő mérést minden esetben kötelezővé tenné, legfeljebb a kiemelkedő (a követelményt meghaladó) minősítést lehet egyes esetekben ilyen ellenőrzéshez kötni. Célértéket új épületekre természetesen jogszabályban elő lehet írni akár a passzívházak gyakorlata alapján.
Blower-door teszt – Légtömörségi mérés: A légtömörségi mérést érdemes az építkezés alatt két fázisban elvégezni. Az elsőt még az építési folyamat közben, amikor a légzáró felületek már elkészültek, de a hibák még korrigálhatók.
Így nem a kész burkolatokat, fóliákat kell bontani, ha a hibákat javítani
szükséges. A második tesztet az építkezés végén kell elvégezni, a használatba vétel előtt. A mérés menete a következő: Egy külső nyílászáróba fóliákkal ideiglenesen egy légfúvót építenek be, amely segítségével az egész házat vákuum vagy túlnyomás alá helyezik. Az így kialakuló külső és belső tér közötti nyomáskülönbség miatt a tömítetlen réseken áramlani kezd a levegő. Ezt az áramló levegőmennyiséget mérik, így határozható meg a szivárgás. A légtömörségi teszt eredménye egy légcsereszámot ad, ez a szám (n50) mutatja meg, 50 Pa nyomáskülönbség mellett mérve hányszor cserélődik ki a levegő 1 óra alatt.
4. ábra: Blower door teszt (forrás: Gren Building Advisor)
18
Az átlagos épületeknél n50<3,0 1/h, alacsony energiájú házaknál n50<1,5 1/h, passzívházaknál n50<= 0,6 1/h értéket kell elérni a légtömörségi mérésnél. A jellemző tömítetlenségi pontok az ajtók, ablakok környéke, a sarkok, áttörési pontok (pl. konnektorok, csőáttörések), és a különböző légzáró felületek anyagainak találkozási pontjai. A tömítetlenségi pontok kézzel kitapinthatók, ezeken a helyeken egy Thermo-Anemométer segítségével mérhető a légáramlás. A légtömörség (Blower-door) mérés nagyon jó ellenőrzési lehetőség, amelynek segítségével meggátolhatjuk, az apró kivitelezési hibák miatti későbbi hőveszteséget. Sok kicsi sokra megy, mondja a mondás. Ez esetben is érvényes, sok energiát spórolunk meg a használat során, ha légzáróan építjük meg a szerkezeteket.
19
5 ÉPÜLETGÉPÉSZETI MEGOLDÁSOK Passzívház esetében az energiafelhasználás mértékét definiáljuk, illetve csökkentjük jelentős mértékben. Ugyanakkor nem határozzuk meg, hogy a szükséges energiát milyen forrásból és milyen gépészeti vagy ellátó rendszerrel fedezzük. Ezzel szemben az NZEB épületeknél és az aktív házaknál a helyben megtermelt és a helyben felhasznált energia viszonylatát figyeljük. Ha az ingatlanra telepített gépészeti rendszerek által generált és a felhasznált energia éves szinten kb. azonos, nullenergiás, ha az előállított kapacitás magasabb, aktív házakról beszélhetünk. Könnyen belátható, hogy az ilyen típusú épületekhez vezető legracionálisabb út is a passzívházakon keresztül vezet. Egy extrém alacsony energiaigényű létesítményből lehet a legegyszerűbben, a legkisebb ráfordítással energia semleges, vagy akár energiát termelő épületet létrehozni.
5.1 Fűtés, hűtés, szellőzés Az épület szintű követelmény a „recast” definíciója első pontjában megfogalmazott elvárást elégíti ki. Az elem és az épületszintű követelmények együttesen a „recast” szerinti definíció első és második pontjában megfogalmazott elvárásokat elégítik ki, nemcsak abban a tekintetben, hogy az épületre és az épületszerkezetekre vonatkozó követelmények alacsony nettó igényekhez vezetnek, hanem abban az értelmezésben is, hogy az épületgépészetre vonatkozó követelmények betartása alacsony bruttó igényeket is eredményez. Egy fontos kérdés külön elemzést igényel, ez pedig a légtechnikai rendszerbe beépített hővisszanyerő ügye. Magától értetődőnek tekintendő, hogy amennyiben az épületben egyébként is van gépi befúvó és elszívó szellőzés, akkor abban a hővisszanyerő alkalmazása mintegy kötelező jellegű.
20
5. ábra: Hővisszanyerős szellőztető felépítése (forrás: odb.hu)
Hatékony hővisszanyerés mellett téli üzemidőszakban 75-90% mértékben csökkenthetőek a hőveszteségek, nyáron, aktív hűtés esetén pedig akár 60% mértékben redukálhatók a hűtési energiaveszteségek. A ventilátorok által fogyasztott villamos energia mennyiségének a 8-15szörösét képes a hővisszanyerés kompenzálni. Nem kizárható azonban, hogy a ezt a megoldást kisebb vagy lakóépületek esetében nem minden esetben célszerű alkalmazni. A két szélsőséges változat között köztes esetek is léteznek: pl. természetes szellőztetés falkollektorral. A passzív hűtés – vagyis az épület hűvösen tartása a nyári forróságban – nem újkeletű dolog. Már az őseink is alkalmazták vályogházaikban: a vastag vályogfalak tárolják a hőt, illetve a hűvöset, amelyet a falak az éjszaka folyamán vesznek fel. Napközben a tetőeresz, a tornác árnyékolják az ablakokat, s a zsindely a tetőn viszonylag jól szigeteli a házat. Éjszaka kitárják az ablakokat, nappal becsukják. Ezzel az egyszerű módszerrel egy parasztház mindig kellemesen hűvös nyáron. A modern építészetben feledésbe merültek ezek az egyszerű elvek: hatalmas üvegfelületek – részben árnyékolók nélkül -, vékony, alig szigetelt falak és tetők, ki-be urgó homlokzatok jellemzik az épületeket. Minden helyiségben működik valamilyen elektromos berendezés: a hűtő, a plazmatévé és a számítógépek ontják a meleget. Az áram, amit felvesznek, gyakorlatilag hő formájában hagyja el a készüléket. A passzívházakban – melyek a legalaposabban kutatott épület standard képviselői – már a kezdeti elméleti vizsgálatok kimutatták, hogy a közép-európai mérsékelt éghajlati területeken álló épületek kiválóan hűthetők passzívan, azaz a régi parasztházak elvét követve. Így a hűtésre, a légkondicionálásra fordítandó energia, és annak költsége drasztikusan 21
csökkenthető. Az első passzívház 1992-ben épült Darmstadt városában, azóta több mint 32 ezer ilyen épület lakói élvezik az alacsony energiaköltség mellett a kellemes nyári hűvöset.
Épületszerkezetek termikus aktiválása kapcsán az alábbi megoldások javasolhatók: Beton/vasbeton födémszerkezetek felületi fűtésre/hűtésre való használata beágyazott (bebetonozott) vízzel átáramoltatott vízcsőhálózat segítségével. A termikus hőtároló tömeg miatt fáziseltolódás alakul ki. Ezáltal a hűvös éjszakai levegő egy visszahűtő berendezésen keresztül a nappali hűtést tudja kiszolgálni. A hőigény terhelések kiegyenlítődnek és így a szükséges hűtési teljesítmény csökken. A fűtési időszakban is hasznosíthatók hatékony módon megújuló energiaforrások, a mérsékelt rendszerhőmérsékleteknek köszönhetően.
6. ábra: A födémbe helyezett csőkígyó a talajban lehült vizet áramoltatja
A legtöbb passzívház helyiségeiben a nyári hőmérséklet átlagosan 25-26 fokra korlátozható minden hűtés nélkül. Az épület nyári viselkedését kielégítő pontossággal számítani is lehet, így meghatározható, hogy szükség van-e további hűtésre. Ha erre szükség lenne, az alábbi passzív hűtési eljárás is rendelkezésre áll, legalább is a passzívházak esetében. A talajba csőkígyót helyeznek el, amely a vasbeton födémben folytatódik. A csőben fagyálló folyadék kering, amely felveszi az épületben keletkező hőt, és leadja a talajban, ahol 2-3 méteres mélységben nyáron is 10 Celsius-fok körüli a hőmérséklet. Amennyiben szellőztető berendezés is üzemel az épületben – ami a passzívházak nélkülözhetetlen tartozéka -, akkor a szellőző levegő is hűthető a csőkígyó segítségével. Utóbbi lehetőség azonban csak a jól szigetelt és árnyékolt passzívházakban adott. A levegővel szállított hűtés csak minimális teljesítményre képes – ez ugyan tökéletesen elég egy 22
passzívházban,
ám
magasabb
hőigényű
épület
esetében
kevésnek
bizonyul.
A
betonmaghűtés is csak akkor elegendő, ha legalább alacsony energiaigényű házról van szó. Ez utóbbi passzív hűtési eljárások minimális áramigénnyel működnek – töredékét teszik ki egy klímaberendezés energiafogyasztásának -, hiszen a környezeti energiát hasznosítják. Nagyobb épületekben – például irodaházak esetében – bevált módszer a szondás hőszivattyús rendszer kiépítése a fűtésre és a hűtésre. Nyáron az épületből elvont hő a talajt regenerálja, így télen nagyobb hatékonysággal tud fűteni is. A fűtés és a hűtés energiaigénye töredéke a hagyományos épületgépészeti eljárásokhoz képest, igaz, a kezdeti befektetés jóval magasabb. Ennek ellenére rohamosan terjed az ilyen irodaházak száma.3
7. ábra: Szondás hőszivattyú (Forrás: www.gepeszbolt.hu)
Padlófűtés/a-hűtés A padlószerkezet temperálása a burkolat alatt vízzel átáramoltatott vízcsőhálózat segítségével. Előfeltétel, hogy egy megfelelő méretű padlófelület legyen aktiválva és szükséges, hogy a fűtő csőhálózat fölötti rétegek jó hő vezetőképességgel rendelkezzenek. Maximális felületi hőmérsékletek korlátozzák a rendszer teljesítményét. A megújuló energiaforrásokkal
való
kombináció
hatékony megoldás,
mert
kizárólag
mérsékelt
rendszerhőmérsékletek szükségesek az üzemeltetéshez. A homlokzat mentén bizonyos esetekben nem elegendő a fűtési teljesítmény ahhoz, hogy a homlokzat menti hideg levegő leesést megakadályozza. Ilyen esetekben konvektorokkal szükséges kiegészíteni a rendszert. A termikus komfortérzet megóvása érdekében padlószerkezettel csak kismértékben lehetséges a hűtés.
3
Sariri-Baffia Enikő: Passzív hűtéssel a hőguta ellen
23
A padlófűtés lényege a szokványos kazános rendszerekkel szemben a fűtés kisugárzása, mely a meleget jóval nagyobb felületen adja át. A padlófűtéssel ellátott helyiségben a meleg a 21-29 °C körüli padlóról sugárzik felfelé, kellemes és egyenletes hőmérsékletet biztosítva a tartózkodási zónában. A szobában a hőmérséklet fokozatosan csökken a padlótól felfelé, a mennyezet közelében már csak 17-18 °C-os. Hagyományosan fűtött helyiségek esetében ez pont a fordítottja. A radiátor a meleg levegő felfelé áramoltatásával fűt, emiatt 1,5-2 m magasságban csak akkor képzelhető el a kívánt 20 °C, ha a mennyezetnél 28-30 °C, míg a padló közelében csupán 16 °C van. Vagyis padlófűtés alkalmazásával a helyiség hőmérséklete alacsonyabbra vehető, anélkül, hogy az rontana a komfortérzeten. A padlófűtés akkor ideális, ha a padló felületi hőmérséklete mindössze 10 °C-kal magasabb a helyiség kívánt hőmérsékleténél. Ezért feltétlenül be kell tartani a terveket, melyek tartalmaznak egy csőkiosztási (raszter) és egy padlóréteg-tervet, valamint a fűtési, a vízhőmérsékleti adatokat és mindennek a korszerű szabályozhatóságát. Alacsony felületi hőmérséklet mellett ideális komfortérzetet, gazdaságos fűtési rendszert biztosít. A lakásban lehetővé teszi az építésztervező és a felhasználó számára a szabad térkialakítást. A fűtés lehetséges alternatívái manapság már a korszerű fűtőkábelek műszaki paramétereitől függnek. A padlófűtések terén két technológiát fejlesztettek ki: a „nedves” és a „száraz” csőfektetési eljárást. Kialakítható új építkezésnél és felújításnál egyaránt, de az utólagos beépítés sem okozhat különösebb problémát. Alapvető működési elve, hogy a kazán által termelt 50 °C körüli meleg vizet egy szivattyú szállítja a fűtendő helyiségek közelében lévő elosztó csomópontig, ahonnan a fűtővíz a padlóban elhelyezett csöveken keresztül áramlik, közben pedig átadja hőjének jelentős részét, majd a lehűlt fűtőközeg visszaáramlik a kazánhoz.
8. ábra: Padlófűtés (Forrás: www.fűtésszerelés.com)
24
Egy lakáson belül teljes padlófűtés csak a legritkább esetben alkalmazható. A kazánokat nem szabad közvetlenül a fűtési rendszerre kapcsolni. A megfelelő alacsony vízhőmérséklet vagy külön hőcserélővel, vagy a kazán kijövő csövénél elhelyezett keverőszelepes megoldással állítható elő kézzel, esetleg egy modern motoros szabályozóval. Ennek előnye, hogy a kazánt nagy hőmérsékleten lehet üzemeltetni, mely így nem károsodik. Tehát mindenképpen a padlófűtés és a hagyományos radiátorfűtés vegyes alkalmazása ajánlható, akár egy helyiségen belül is, főként ha a fűtendő helyiség nagy ablakfelületekkel rendelkezik.
Mennyezeti hűtőfödém/fűtőfödém Vízvezeték hálózatot magába foglaló felületi hűtőrendszer a mennyezeti födém közelében. A hűtési illetve a fűtési hőenergiát főként sugárzás által adja le a rendszer. Függesztett álmennyezet esetében, mikor a rendszer a helységlevegő által körbe van áramolva, egy bizonyos konvektív részarány is kialakulhat. Kondezációból adódó párakicsapódás elkerülése végett mennyezeti hűtő födémek legtöbbször szárítóberendezésekkel lesznek kombinálva. Folyamatosan rendelkezésre álló regeneratív energiaforrások jól hasznosíthatóak.
9. ábra: Mennyezeti fűtőfödém
Éjszakai szellőzés Az éjszakai szellőző levegő mennyiségének növelése annak érdekében, hogy a hőtároló tömeggel rendelkező épületszerkezetek kihűljenek. Az éjszakai szellőzés – szabad hűtés hatékony, ha elegendő szabadon lévő hőtároló szerkezet (nincsenek elburkolva) vagy PCM (Phase Change Material, fázisváltó anyagok) rendelkezésre állnak, ha magas légcsere biztosítható az éjszakai
25
5.2 Villamos energiafogyasztás és energiatermelés A villamos energiafogyaszás csökkentése bizonyos korlátok között lehetséges, hiszen a gépészeti rendszereknek segédenergiaiényét fedezni kell. Érdemes kitérni ezrt az energiatermelési megoldásokra, amelyekkel a hálózatról vételezett villamos energia mértéke cökkenthető, kiváltható. Az alábbi technológiák alkalmazása javasolható: Kondenzációs kazán Hatékony hőtermelő, mely tüzelőanyaggal működik. Kondenzációs kazánokban az égetéssel termelt hőhasznosítás mellett a kipufogó ázok kondenzációjából adódó hőképződést is hasznosítja a berendezés. Ezért vízálló és nyomásálló füstkivezető csatornavezetékekre van szükség. Kondenzációs kazánok energetikailag meghatározó és irányadó megoldást nyújtanak abban az esetben, ha gáz vagy olajtüzeléssel tervezik a fűtési üzemeltetést.
10. ábra: Kondenzásiós kazán
Földcsatorna Földalatti légcsatorna a talajhő, illetve a talaj hidegének hasznosítása céljából. Egy földcsatorna a frisslevegőt elő tudja fűteni, illetve hűteni. Kizárólag gépi szellőzési rendszerrel kombinálva működőképes. Gazdaságos megoldás, ha a földcsatorna az épület létesítéséhez szükséges földkiemelés helyére, az épület közvetlen környezetébe fektethető vagy a pince,- illetve mélygarázs fal megduplázásával kialakítható. Földcsatornákat általában a hűtési igényekhez igazítva méreteznek. Ahhoz, hogy jó teljesítménnyel rendelkező rendszert lehessen kialakítani magas
26
hőmérsékletkülönbségre, van szükség a talajréteg hőmérséklete és a külső levegő hőmérséklete között. A földcsatornák hatékonysága szoros kapcsolatban van a talajrétegek tulajdonságaival. Földszonda/talajvíz hasznosítás Technológiák annak érdekében, hogy a talajrétegeket hő-, illetve hűtőforrásként lehessen használni. A talajrétegek, illetve a talajvizek hőmérsékletnívója közvetlenül egy hőcserélőn keresztül hűtésre, illetve közvetetten egy hőszivattyú segítségével fűtésre hasznosítható. A talajvizet egy nyerő és egy nyelő kút segítségével közvetlenül lehet hasznosítani. Alternatív megoldásként vízzel átáramoltatott csőhálózatokat is lehet fektetni a talajrétegekbe. Az energia egy központi hőcserélőn keresztül áll rendelkezésre. Ezt az energiát fűtő, illetve hűtő kalorifereken (vízközeggel átáramoltatott csőhálózat) keresztüláramoltatva a légkezelő berendezésekben a beszívott frisslevegő előmelegítése történhet vagy a nyert geotermikus hőenergia a felületi fűtő-, illetve hűtő rendszerekbe áramoltatható. A kitermelt geotermikus energia további alkalmazási területe a hűtőgépek optimált visszahűtésében rejlik. Megkülönböztetünk felszín közeli és mély geotermikus rendszereket. A leggyakoribb alkalmazás a felszín közeli geotermika, mely keretében a földszondák, vizes és levegős talajkollektorok (földcsatornák), kutak és energiacölöpök (vasbeton cölöpalapozás integrált hőcserélő vízcsőhálózattal).
11. ábra: Talajszonda és talajkollektor
Hűtőgép Hűtési energia/hideg előállításához szükséges rendszer, amely elektromos áramot vagy hőenergiát használ forrásközegként. Azt az energiát, melyet segédenergia segítségével a hűtendő közegből elvon a rendszer, egy másik helyen - magasabb hőmérsékletszinten - ismét le kell tudni adni. Ezt a visszahűtési folyamatot a legmegfelelőbben hűtőtornyok képesek elvégezni, melyek a külső levegő hűtópotenciálját hasznosítják. Az előállított hűtési teljesítmény és a szükséges
27
meghajtás teljesítményének aránya a hatásfok vagy COP (coefficient of perormance). Fordított elven működő berendezéseket hőszivattyúnak hívják. A fűtési rendszer számára egy alacsony hőmérsékletű forrásközegből ki szükséges termelni a rendelkezésre álló energiát. Regeneratív forrásként például a talajrétegeket lehet használni. Hűtőtorony A külső levegő hűtési teljesítményének hasznosítását lehetővé tevő technológia közvetlen hűtés vagy visszahűtés céljából. Elég alacsony külső levegő hőmérsékletek mellett ez a hűtőforrás folyamatosan rendelkezésre áll. Más esetben az éjszakai alacsony léghőmérsékletek hasznosíthatóak annak érdekében, hogy a hűtési energiát (hideget) fáziseltolással egy termikus épületszerkezet aktiválás keretében eltároljuk. Visszahűtő berendezések száraz és nedves üzemben működhetnek. A nedves üzemmódban a hűtőközeg hőmérsékletét a víz párolgása tovább hűti. A hatékonysága ennek az adiabatikus hűtésnek a külső levegő hőmérséklete mellet a külső levegő páratartalmától is függ. Hűtőtornyokat hűtőgépek visszahűtéséhez is alkalmaznak.
12. ábra: Zárt, centrifugál ventilátoros hűtőtorony (Forrás: www.proidea.hu)
Fotovoltaikus rendszer A napenergia közvetlen átalakítása elektromos energiaformába. A hatásfok a technológiától függően maximum 15%. Körülbelül 25ºC napcella hőmérséklet fölött a hatásfok fokozatosan csökkenni kezd. A magas beruházási költségek miatt a fotovoltaikus rendszerek alkalmazása különösen a sugárzásban gazdag területeken és sugárzásra exponált felületeken ésszerű. A tetőszerkezetekbe, illetve a homlokzatokba való integrálás lehetséges. Ezúton, bizonyos körülmények között ökonomikus szinergiaeffektusok hasznosíthatóak.
28
13. ábra: Napelemes rendszer (Forrás: EnergoInvestment)
A napelemek jelenleg a napenergia-hasznosítás leggazdaságosabb módját jelentik. Átlagos fogyasztás esetén a teljes éves villanyszámla kiváltható ilyen napelemes rendszerrel. A villamos hálózat korlátlan felvevőképessége miatt egyetlen kWh napelemmel megtermelt energia sem megy veszendőbe, a nyáron megtermelt többlet energiát télen tudjuk hasznosítani. Hálózati visszatáplálás esetén a villamos energia szolgáltatóval való elszámolás célszerűen éves szinten történik. Kisméretű napelemes rendszerek esetén (50 kVA teljesítmény alatt), ha az éves fogyasztás meghaladja vagy megegyezik a napelemek által a hálózatba visszatáplált energiamennyiséggel, az áramszolgáltató ugyanazon az áron veszi át tőlünk a villamos energiát amennyiért mi vételezhetjük. Ez azt jelenti, hogy nekünk csak a különbözetet kell megfizetnünk. Ha az éves elszámolás fordulójában több villamos energiát táplált be a hálózatba napelemes rendszerünk mint amennyit elfogyasztottunk, az energia többletet a szolgáltató már csak a rendszerhasználati díjjal csökkentett áron (kb. 50%) veszi át tőlünk. Ezután természetesen még adóznunk is kell. Összességében elmondható, hogy családi házak és kisebb létesítmények szintjén a napelemes rendszerek legnagyobb ésszerű mérete akkora, hogy a megtermelt energia fedezze az éves villamos energia fogyasztást. A rendszer méretének meghatározásához az éves villamos energia fogyasztást célszerű alapul venni. Egy ideális tájolású megfelelő üzemi körülmények között működő 1 kW beépített teljesítményű napelemes rendszer megközelítőleg évi 1100 kWh energiát termel. Az éves villamos fogyasztás kWh-ban mért értékét 1100-al elosztva tehát jó becslést kapunk arra, hogy mekkora teljesítményű napelemes rendszer fogja fedezni fogyasztásunkat.4
4
Forrás: www.naplopo.hu
29
A hálózatra tápláló napelemes rendszer felépítése viszonylag egyszerű. Legfőbb alkotóelemei a napelemek, amelyek legtöbbször az épület ferdetetőjére kerülnek felszerelésre. A felszereléshez alkalmazott alumínium tartószerkezet időtálló, rögzítése a tető vízzáró képességét nem befolyásolja. Fontos, hogy a napelemek elhelyezésére szolgáló tetőfelület lehetőleg egységes dőlésszögű és tájolású valamint árnyékolástól mentes legyen. Ha nem áll rendelkezésre elegendő tetőfelület, lehetséges függőleges falon vagy talajszinten való elhelyezés is. A napelemek által előállított egyenáramot az inverter alakítja át a háztartási villamos fogyasztók számára is hasznosítható 230V, 50 Hz-es váltakozó árammá. Az inverter számos védelmi funkcióján kívül a villamosenergia hálózathoz való csatlakozást is biztosítja. A hálózatra tápláló napelemes rendszerek esetén a villanyóra oda-vissza forog az energiaáramlás irányának megfelelően. A rendszer átadása előtt a hagyományos mérőt az elektromos művek szakemberei díjmentesen lecserélik.
14. ábra: Inverterek
A villamosenergia rendszerhez való csatlakozás engedélyeztetése viszonylag összetett, de napjainkban már rutinszerűen működő eljárás.
Szoláris hűtés A szoláris termikus kollektoros rendszerek és a termikusan meghajtott hűtőgépek kombinációja. Egy abszorpciós hűtőgép a szoláris termikus kollektorok által megtermelt hőenergiát hűtési energiává alakítja át. Az üzemeltetéshez magasabb kollektor hőmérsékletek szükségesek, ezért ez a rendszer magas szolári sugárzással rendelkező területeken alkalmazható. Magas direkt szolári sugárzás esetében koncentráló kollektorok is alkalmazhatóak. Különösen gazdaságos az a rendszer, amelyik abszorber felülete azokban az időszakokban, amikor nincs hűtési igény, hőenergia termelésre használható.
30
15. ábra:Épülethűtés napelemmel (Forrás: www.epitesimegoldasok.hu)
Dessicant-Cooling rendszer Desiccant-Cooling (DEC) rendszerek a kollektorok hőjét hasznosítják annak érdekében, hogy a frisslevegő befújást hőmérsékletnövekedés nélkül szárítsák/párátlanítsák. Ezután egyszerűen nedvesíthető és hűthető a levegő párásításos hűtéssel.
16. ábra: Desiccant Cooling működése (Forrás: www.mygreenbuildngs.org)
Termikus szoláris rendszer A szoláris sugárzást hővé átalakító technika. A hőenergiát a szolárkollektorokból a rendszer egy hordozóközeg (rendszerint víz) segítségével adja le és vezeti be egy tárolóba. A tárolóból aztán a különböző fogyasztók igényeinek függvényében lehetséges a HMV-t vagy a fűzési hőenergiát lehívni. Mivel a fűtési hőenergiaigény jelentkezése és a napsugárzás alakulása éves szinten nem fedik egymást, ezért a szoláris fűtés kizárólag olyam területeken ésszerű, ahol alacsony a fűtési hőenergiaigény egész évben megfelelő mennyiségű szoláris sugárzás adott. A szoláris hőtermelést fűtésre, HMV készítésre és hűtésre lehetséges használni. Abszorberként síkkollektorok vagy vákuumcsöves kollektorok gyűjtik a napenergiát. A termikus napkollektorok az
31
egész szoláris sugárzási spektrumot hasznosítják, hatásfokuk 60-80% értékű a szoláris sugárzás hőenergiára való átalakítása során.
17. ábra: A kollektor működése (Forrás: www.naturenergia.hu)
Tároló Hőenergia és hűtési energia tárolására alkalmas rendszer. A regeneratív hő és hidegtermelő megoldások
koncepcióiban
legtöbbször
szükség
van
egy
energiatárolóra.
Ezáltal
az
energiatermelő berendezések képesek energiát termelni függetlenül a fogyasztói oldalról jelentkező, változó teljesítményigényektől. Ha a termelt energia a pillanatnyi energiaigényt túllépi, a rendszer eltárolja az aktuálisan felesleges energiát, későbbi hasznosítás érdekében.
32
6 FOGYASZTÓI MAGATARTÁS Alapelvként megfogalmazhatjuk, hogy kapcsoljunk ki minden felesleges áramfogyasztót, és vásároljunk energiatakarékos készülékeket! A laptop kevesebbet fogyaszt a hagyományos számítógépnél, a többletköltség 1-2 év alatt megtérül, s nem mellékesen kevésbé fűti nyáron az irodánkat. A gép kiegészíthető lapos monitorral és billentyűzettel, így még komfortosabb is és takarékosabb. A német CEPHEUS projekt keretében két esetben (01-es Hannover és a 02-es Kassel) végeztek szociális felmérést, melyben passzív házak lakóinak elégedettségi szintjét vizsgálták. Számos más, ilyen irányú felmérés rávilágít, hogy a tulajdonosok elégedettségi szintje általában igen magas a passzívházakkal kapcsolatban. Ez a CEPHEUS vizsgálata során is bebizonyosodott. A fő különbség a két vizsgált építmény esetén csupán a benne lakók maguk. A hannoveri ház ugyanis egy családi ház, míg a Kassel-ben 2000-ben épített ház egy többlakásos, többemeletes épület. A felmérés a „User-oriented design of Passive Houses” nevet kapta, azaz a használóorientált passzívház tervezést. A vizsgálat 2,5 évig tartott, egészen az első bérlők beköltözésének pillanatától kezdve. A kutatás fő területei:
a felhasználói viselkedés elemzése
részletes elemzés a felhasználói viselkedés okairól
felmérés, hogy javítsák a viselkedési és a technikai hiányosságokat
ezen felmérések eredményének kiértékelése
Azzal a hipotézissel láttak neki a kutatásnak, hogy a bérlők viselkedésének hatása sokkal nagyobb mértékben befolyásolja a fűtési energia igényét, mint a tulajdonosok esetében. Ennek oka, hogy a bérlők a legtöbb esetben sokkal kevésbé azonosulnak az ingatlannal és annak jellegzetességeivel, mint a tulajdonosok. Tehát az új technológiák használatának és a szokások megváltoztatásának hajlandósága sokkal kisebb a bérlők esetében. Ahhoz, hogy megbízható eredményeket kapjanak, két külön úton vizsgálták a dolgokat: technikai és szociális szinteken. A hosszú távú kutatás folyamán többször újra interjút készítettek a bérlőkkel. Egyszer téli időszakban (2000 novembere), majd következő tavasszal (2001 márciusa), majd egy év múlva a nyár kezdetén (2002 májusa). Lényeges volt, hogy mindig ugyanazokkal az alanyokkal végezzék, hiszen így lehetett csak igazán hasznos következtetéseket levonni. Kiadott házak esetében azonban a fluktuáció – hosszú távú projektek esetén szembetűnőbben – igen nagy. Azonban esetünkben a két vizsgált háznál az egyikben 84 % körül volt azon bérlők száma, akik maradtak a vizsgálat egész ideje alatt, a második ház esetében ez 92 % volt. Ezek az adatok már egyértelműen előre vetítik, hogy nagyon magas volt az elégedettségi szint.5 Veszprémi Szilvia: ZÖLD FOGYASZTÁS A PASSZÍVHÁZAK JELENTŐSÉGE A KÖRNYEZETVÉDELEM TERÜLETÉN, 2011 5
33
7 ÉPÜLETAUTOMATIZÁLÁSI RENDSZEREK
Az Intelligens épület, mint kifejezés egyre gyakrabban jelenik meg a különböző média felületein, helyet követelve magának a gondolkodásunkban és a mindennapi gyakorlatban is. A fejlett technológiai eszközök széleskörű elterjedésével új lehetőség nyílt a villamos rendszerek kialakításában. Egyre több emner számára válik elérhetővé, hogy megvalósítsák épületeik és saját biztonságuk, kényelmük érdekében az épületfelügyeleti rendszert. Az épületfelügyeleti rendszer hatásköre alá gyakorlatilag minden funkció bevonható, melyre szükségünk lehet illetve fontosnak tartunk. Ezek közül a leginkább elterjedtek:
világítás vezérlés (elképesztő funkció gazdagsággal)
kapunyitás-vezérlés
árnyékolástechnikai eszközök vezérlése
fűtés, hűtés, szellőzés vezérlése
Audió, videó eszközök vezérlése
vagyonvédelmi eszközök, térfigyelő kamerák rendszerbe integrálása
tűzjelző, füst és gázérzékelők rendszerbe integrálása
Szaunák és egyéb technológiai eszközök vezérlése
A biztonságunkat és kényelmünket szolgáló rendszerek egységes épületfelügyeleti rendszerbe való foglalása áttekinthetővé teszi a különböző rendszerek működését, felügyeletét. A felügyeleti funkciók nem csak a lakásukban érhetők el, hanem telefonon és interneten keresztül is. Gyakorlatilag ez azt jelenti, hogy rendszereink működéséről, állapotáról biztonságos kapcsolaton keresztül, távolból is információkat kérhetünk le és szükség szerint vezérelhetjük azokat.
18. ábra: Épületinformatikai rendszer alkotóelemei (Forrás: www.edomotics.com)
34
Az intelligens épületek (vagy okosház, illetve a domotika) kifejezéssel egyre gyakrabban találkozunk az épületek mindennapi gyakorlatában, ami az építés és az informatika egyre szorosabb kapcsolatát jelenti. Az intelligens épület olyan építési és elektronikus termékek, eszközök és eljárások alkalmazásával jön létre, aminek eredményeképpen az épületek komfortossági szintje magas, üzemeltetése – különösen energiafelhasználása – gazdaságos, személy- és vagyonvédelme kiemelkedő, fejlesztése a változó igényekhez alakítható. Az intelligens épületek létrehozása és üzemelése világszerte az építési szektor és az informatika szakterületének is dinamikusan fejlődő területe – a gazdasági válság ellenére is. Hazai piaca számos fejlődési lehetőséget mutat a széttagoltság, az integráció alacsony foka, a komplexitás hiányosságai, a kommunikáció és a kompatibilitás gyengeségei, valamint a szabályozás és az ösztönzés esetlegességei miatt. A közelmúltban elkészült egy megvalósíthatósági tanulmány az intelligens épületek (domotika) kompetencia központjának létrehozására és működtetésére. Célul tűzték ki az épület-informatikai rendszerek komplexebb alkalmazását, a domotika elfogadotabbá tételét az épületek létrehozói és használói számára egyaránt. Az energiatakarékosság növelése, az energiafelhasználás optimalizálása révén eredményei az épületek használói számára rögtön szembetűnőek.
19. ábra: Display és vezérlő (Forrás: www.tillmandomotics.com)
A domotika Európa több országában használatos fogalom az épületautomatizálásra a privát épületek, lakások területén, a magánjellegű szektorban alkalmazott installációs buszrendszer megfelelõje. Ez egy elektronikus rendszer, amely a komfort és biztonság optimalizálására szolgál. Más szempontok lehetnek az energia-megtakarítás, riasztásjelzés, központi kezelőfunkciók. A domotika biztosan nem egy elérhetetlen luxus-kiegészítő. A rendszer sokkal többet tud, mint
35
például a garázsajtó nyitása. A Nikobus-rendszer a komfort, biztonság és az energia-megtakarítás jelentõs növelését kínálja, egyszerű kezeléssel és kitûnõ minõségben.6
Alkalmazási területek: A rendszerrel pl. meghatározott világításcsoportokat ill. "utakat" definiálhatunk: hazaérkezéskor a garázsvilágítás, a folyosó- és nappali világítása; éjszaka - az asztali lámpa, a folyosó- és fürdõszoba világítása. Az ügyfél maga határozza meg ezeket a csoportokat, ill. késõbb a megváltozott igényekhez igazíthatja. Kezelőhelyenként különböző funkciók és parancsok tárolhatók. Rádiós rendszerrel összekötve realizálhatóak a további komfortfunkciók, mint a világítás vagy a redõnyök távvezérlése, akár másik szobában is. A világítás- és zsaluvezérlés automatikus irányítása egy buszos mûködésre alkalmas alkonykapcsolóval lehetséges. Egy vagy több kezelõhelyrõl központilag kapcsolható több vagy minden világítási pont a lakásban (pl. egy kétemeletes házban a folyosó világítása fent és lent is).
20. ábra: Példa távoli világításvezérlésre (Forrás: www.tahoehometheater.com)
A rendszerbe szintén beépíthetõek a buszos mûködésre képes mozgásérzékelõk, amelyekkel a világítás automatikusan be-, majd meghatározott idõ elteltével kikapcsol. Ez a megoldás kényelmes, energiát takarít meg, a feledékenységbõl adódó problémákat is kiküszöböli. Az alkalmazási helyek lehetnek: folyosó-, pince-, garázsvilágítás és természetesen egyéb hasonló területek. Minden funkció, amely a mindenkori kezelõhelyhez van rendelve, rugalmasan és egyszerûen változtatható, új kábel behúzásaés falbontás nélkül, csupán a modulok beállításainak egyszerû megváltoztatásával. A rádiós rendszer beiktatásával problémamentes bõvítés lehetséges
6
Forrás: Nikobus
36
(pl. ha egy kiegészítõ kapcsolóra van szükségünk - a fali adót a kívánt helyena falra ragasztjuk és már készen is vagyunk). Szintén lehetõségünk van "fényjeleneteket" kreálni. Ha a taszteren megnyomjuk a "tévénézés", a "vacsora" vagy "olvasás" funkciót, a világítás az elõre beállított fényerõre áll be, ezzel a megfelelõ környezetet, hangulatot már ki is alakítottuk. Ezek a "fényjelenetek" a felhasználó által beállíthatóak és átírhatóak. A központi kezelõhelyeknek az az elõnyük, hogy egyetlen taszter segítségével meghatározott számú vagy valamennyi fogyasztó be- vagy kikapcsolható. Így például elkerülhetjük, hogy a lakás elhagyásakor
különbözõ
készülékek
és/vagy
világítótestek
bekapcsolva
maradjanak.
Természetesen meghatározott fogyasztókra, amelyeknek bekapcsolva kell maradniuk, ez a funkció nem érvényes (pl. ébresztőóra, hûtõszekrény stb.). A redőny-/ zsaluvezérléssel a redõnyök helyben vagy rádiós távirányítás segítségével, valamint kapcsolóóra által automatikusan vezérelhetõk, ezen kívül külső szenzorokon - mint szélérzékelő, esőszenzor vagy alkonykapcsoló - keresztül irányíthatóak. A vezérlés összeköthető például a világításfunkciókkal (a világítás bekapcsolásakor a redőnyök lemennek) is. Legvégül beköthető a fűtésvezérlés is a rendszerbe. A fűtés időponttól függően vagy manuálisan kapcsolható. A termosztátokon az éjszakai csökkentés külső kapcsolással ellátható, így kapcsolóóra segítségével, manuális módon vagy egy telefoninterfészen keresztül is bekapcsolható. A termikus beállítással rendelkező fűtőtesteken lehetséges az is, hogy meghatározott, ritkábban használt helyiségekben mozgásérzékelő és/vagy kapcsolóóra segítségével vezéreljük a fűtést. Szintén megoldható, hogy egy központi "napi"kapcsolóval meghatározott lámpacsoportokat valamint a fűtést bekapcsoljuk a meghatározott helyeken. Ha például a világítás csak a hálószobában van felkapcsolva, a ház többi részében a fűtést a éjszakai, csökkentett értékre mérsékelhetjük, míg a hálószobában a komfortfokozati hõmérséklet egy bizonyos ideig megmarad. Ha ablakkontaktok is rendelkezésre állnak, a fűtést a megfelelõ szobákban az ablak nyitásakor lejjebb vehetjük. Hasonló módon működhet természetesen a légkondicionálás is:
manuálisan, időfüggõen, központilag vezérelve,
mozgásfüggően, hőmérsékletfüggően.
37
21. ábra: Fűtésvezérlés mobil applikációval (Forrás: http://www.slashgear.com/))
Ezenkívül például automatikusan lehúzhatunk redőnyöket, ha a nap hosszabb ideig süt a szobába (alkonykapcsolóval mérve), a felmelegedés csökkentésére A meglévő riasztó kiegészítõ jelzőkontaktjai csatlakoztathatóak a rendszerbe, ezáltal például egy betörésnél a következõ intézkedések kivitelezhetők:
A ház összes lámpája felkapcsol
A redőnyök felmennek
A külső világítás villogni kezd
Kiegészítő riasztás aktivizálódik
22. ábra: A Nikobus rendszer bekötése (Forrás: www.nikobus.hu)
38
Ezek csak egyes példák azok közül, amelyeket a felhasználó saját maga választhat (a beállítás a kivitelezõ által történik). A betörés megelõzésénél érdekes lehet még a jelenlétszimuláció. Itt a felhasználó meghatározhatja, hogy távollétében mely lámpák kapcsolódjanak fel, mikor menjenek fel vagy le a redőnyök. Ezután a kapcsolási idõket egy véletlengenerátor variálja. A legtöbb rendezsr műszaki riasztások lehetõségét is kínálja, amelyek a rendszerhez kötött potenciálmentes kontaktok által (pl. gáz-, füst-, víz-, CO- vagy üvegtörés-jelzõk) indíthatók. Egy ilyen riasztás felléptekor meghatározott fogyasztók be- ill. kikapcsolhatóak, valamint jelzés is történhet. Különösen idõsebb lakók esetében fontos a jelzés, amikor például egy taszter egyszerű megnyomásával (riasztás) a külsõ világítás villogni kezd. Meghatározott háztartási készülékek (pl. fritőz, vasaló, kávéfőző stb.) és lámpák szintén központilag kikapcsolhatók. A rendszer így gondoskodik a lakó biztonságáról. Energiatakarékosság kapcsán a kedvezőbb éjszakai tarifa kihasználásához a meghatározott fogyasztók (mosógép, szárító, szivattyúk stb.) megfelelő időpontban kapcsolhatók be az intelligens vezérlés segítségével. Ezzel a megtakarítással a a kiépítés költségeinek egy része vissza is nyerhető.
39
