Új energiatudatos építészet felé?
Anton Graf: Passzívházak – 24 megépült ház Németországban, Ausztriában, Svájcban [Passzívház Akadémia]: Passzívház csomópontok felhasználóknak [Magyar Passzívház Szövetség]: II. Magyar Passzívház Konferencia Adolf W. Sommer: Passzívházak – tervezés, szerkezet, csomópontok, példák Passivhaus-Bauteilkatalog | Details for Passive Houses – Ökologisch bewertete Konstruktionen | A Catalogue of Ecologically Rated Constructions
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
2
1910
1920
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
2010
FENNTARTHATÓ Blobitecture Dekonstruktivizmus
High-tech Metabolista Mozgalom
Kritikai Regionalizmus Posztmodern Brutalizmus Áramvonalas Modern Nemzetközi Stílus Art Deco Bauhaus Konstruktivizmus Modernizmus Expresszionizmus Futurizmus HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
3
Timeline of architectural styles http://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_architectural_styles
EZ LENNE A JÖVŐ?
Strukturalizmus
A fenntartható gondolkodásmód úgy kívánja kielégíteni az emberi igényeket, a környezet megóvásával együtt, hogy azok ne csak ma, hanem a jövőben mindenkor kielégíthetőek legyenek.
TÁRSADALMI
elviselhető
jogszerű
fenntartható KÖRNYEZETI
GAZDASÁGI
élhető
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
4
http://en.wikipedia.org/wiki/Sustainable
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
5
Carbon-dioxide levels in the air closely track temperature records for the past 10 centuries http://whyfiles.org/211warm_arctic/
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
6
http://www.neaq.org/conservation_and_research/climate_change/images/variations_earth_IPCC.jpg
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
7
http://www.grida.no/publications/vg/climate/page/3079.aspx
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
8
Growing gap http://americanconscience.org/sitebuilder/images/the_growing_gap-660x398.jpg
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
9
http://www.spiegel.de/international/spiegel/0,1518,grossbild-685811-429968,00.html
Az energiafelhasználás növekedése a jelenlegi ütemben nem tartható. Takarékos szemléletre van szükség. •
A fosszilis energiaforrások kimerülőben vannak. A megújuló energiák arányának javítására van szükség.
Million Tons of Oil Equivalent per Year
•
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
10
World Energy Use http://trinifar.files.wordpress.com/2007/12/worldenergyuse.png
Lakossági szektor Kommunális szektor
21%
Közlekedés Ipari szektor
28%
Mezőgazdaság
40%
4%
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
11
7%
Dióssy László: Energiamegtakarítási lehetőségek a lakossági és kommunális szektorban http://www.diossylaszlo.hu/files/energetikaiszakkollegium.ppt
A hazai energiafelhasználás mintegy 80 % fosszilis energiahordozókból kerül előállításra A teljes magyar üvegházhatású gáz-kibocsátás 75 %-a energetikai eredetű
Nemzeti Energiahatékonysági Cselekvési Terv (2008-2016): Évente legalább 1%-kal kell csökkenteni Magyarország végső energiafelhasználását.
A lakossági szektor szerepe: Magyarországon a 2004-es statisztikák alapján 4 millió háztartás van A lakossági szektor felelős az összes hazai CO2-kibocsátás harmadáért,
a primer energiafogyasztás 40 %-áért az átmeneti gazdaságokban az összes energia-végfelhasználói szektor közül döntően a lakossági- szektorban (főleg épületenergetika és építészet terén) van a legnagyobb kibocsátás csökkentési potenciál
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
12
Dióssy László: Energiamegtakarítási lehetőségek a lakossági és kommunális szektorban http://www.diossylaszlo.hu/files/energetikaiszakkollegium.ppt
Fűtés Melegvíz Gépkocsi
26%
VÉLT
Elektromos
18%
53%
VALÓS
0%
20%
40%
14%
8%
31%
8%
60%
80%
100%
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
13
39%
Emind Survey Zukunft Haus 2003, Deutsche Energie Agentur
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
14
http://www.edenkert.hu/cikkek/vilagos-zold/lakas-energia-tanusitvany-lakcimke/
Mikor?
Meglévő épület korszerűsítése Új épület energetikai paramétereinek megválasztása Elméleti megközelítés
Miért?
CO2 kibocsátás csökkentés Energia felhasználás csökkentés Fenntartási költség csökkentés Gyakorlati megközelítés
Miről?
Megtakarítási lehetőségek Korszerű nyílászárók beépítése ▪ Szellőzési hőveszteség ▪ Hőátbocsátási veszteség
15-25%
Hőszigetelt épülethatároló felületek
25-30% 5-15% 5-15% 50-85%
Korszerű fűtési berendezés
Fűtésszabályozás ÖSSZESEN
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
15
Dióssy László: Energiamegtakarítási lehetőségek a lakossági és kommunális szektorban http://www.diossylaszlo.hu/files/energetikaiszakkollegium.ppt
10-15% 5-10%
A jobb hatásfokra törekvő szemlélet már jelen van: •
hagyományos vs. kompakt izzók •
képcsöves vs. TFT monitorok •
hűtőszekrények energiaosztályai •
autók fogyasztási paraméterei •
épületek fenntartási költségei?
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
16
Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam http://www.passzivhaz-akademia.hu/index/online_passzivhaz_tanfolyam.html
Maximális hőátbocsátási tényező, U [W/m2K]
4,00
3,60
3,50
fal
3,00
tető
3,00 2,50 2,00 2,00 1,50
1,60 1,36
1,00 0,80 0,50
0,80
0,85
0,70 0,40
0,40
0,45 0,25
0,00 1979HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
ablak
17
1989-
1991-
Horváth Tamás: Modernization of Modern Buildings Case Study on the Main Building of Széchenyi István University in Győr
2006-
0,12
0,10
Passzívház
0,3 A/V 1,3 Ep = 120 (A/V) + 74
A/V 1,3 Ep = 230
Összesített energetikai jellemző (Ep)
250
A/V 0,3 Ep = 110
200
150
100
50
0
Ep: [kWh/m2a]
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4
A/V: [m2/m3]
Felület/térfogat arány (A/V)
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
18
http://www.complex.hu/jr/gen/hjegy_doc.cgi?docid=A0600007.TNM
pozitív energiás ház
A++
nullenergiás ház
A+
A
passzívház
< 15 kWh/m2/év
B
alacsony energiás ház
< 60 kWh/m2/év
C
aktuális követelmények
D E F
meglévő épületállomány
G
150-200 kWh/m2/év
H I
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
19
Dióssy László: Energiamegtakarítási lehetőségek a lakossági és kommunális szektorban http://www.diossylaszlo.hu/files/energetikaiszakkollegium.ppt
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
20
Egy passzívház 90 %-kal kevesebb fűtőenergiát használ fel, mint egy hagyományos ház. Még az átlagos, új építésű házakkal szemben is 75 % az energia-megtakarítás.
Különleges ablakok és egy, a külső falakon, a tetőn és az aljzaton nagy hatékonyságú hőszigetelésből kialakított burok tartja meg a meleget a házban.
A passzívház a benne meglévő energiaforrásokat hasznosítja, mint például a benntartózkodó személyek testhőjét, vagy a beeső napsugárzást.
A friss levegő huzatmentes utánpótlásáról egy nagy hatékonyságú hővisszanyerővel kombinált szellőztető-berendezés gondoskodik.
Egy passzívházban lényegesen jobb a komfortérzet.
Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam http://www.passzivhaz-akademia.hu/index/online_passzivhaz_tanfolyam.html
Optimális termikus kényelemérzet akkor áll fenn, ha az emberi test hőleadása egyensúlyban van hőtermelésével. Főbb tényezői: a levegő hőmérséklete, a környezet felületének hőmérséklete, a légsebesség és annak turbolenciája és a levegő páratartalma. Egy passzívházban a helyiségben lévő felületek és a helyiség levegője közötti hőmérsékletkülönbség kisebb.
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
21
Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam http://www.passzivhaz-akademia.hu/index/online_passzivhaz_tanfolyam.html
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
22
Thomas Langer: Passivhaus Schema http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Passivhaus_Schema.png
A világ vezető energiatakarékos építészeti szabványa. Passzívház az, amit e szabvány szerint minősítettek. Számítással igazolt tervezés: Passzívház-Projekt-Csomag (németül Passivhausprojektierungspaket, azaz PHPP).
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
23
Jó-e a "passzívház" elnevezés? Megközelítőleg, mivel az ilyen házban a termikus komfortot, amennyire csak lehetséges, passzív intézkedések biztosítják.
Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam http://www.passzivhaz-akademia.hu/index/online_passzivhaz_tanfolyam.html
Passzív intézkedések védekező, energiamegtartó jelleg,többnyire gépesítés nélkül
Aktív intézkedések energiatermelő, -visszanyerő jelleg, gépesített rendszerek
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
24
Hőszigetelő képesség növelése Hőhídmentes szerkezeti kialakítás Lehülő felületek minimalizálása Napsugárzási hőnyereség befogása Árnyékolás Stb.
Hőcserélő és visszanyerő rendszerek Napkollektoros rendszerek Höszivattyús rendszerek Faelgázosító és pellet kazánok Fotovoltaikus napelemek Stb.
szellőzés fűtés, melegvíz fűtés, hűtés, melegvíz fűtés, melegvíz elektromos áram
Dióssy László: Energiamegtakarítási lehetőségek a lakossági és kommunális szektorban http://www.diossylaszlo.hu/files/energetikaiszakkollegium.ppt
Extrém hőszigetelés Hőhídmentes épületszerkezet Melegablak Légtömörség Szellőztetés hővisszanyeréssel Innovatív épületgépészet
2015.03.25.
Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam http://www.passzivhaz-akademia.hu/index/online_passzivhaz_tanfolyam.html Thomas Langer: Passivhaus Schema http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Passivhaus_Schema.png
HTMS: Passzívházak
25
Termikus burokként tervezendő, megszakítás nélkül A fűtött térfogatot burkoló felület minimalizálására kell törekeni
Extrém vastagságok alkalmazandók
25-40 cm
Mert ez az energiamegtakarítás leggazdaságosabb módja A vastagság a hőszigetelő anyag hővezetési tényezőjétől függ ▪ Közet és üveggyapotok 0,040 W/mK ▪ Expandált és extrudáltpolisztirolhab 0,040 W/mK ▪ Grafitos Expandált polisztirolhab 0,032 W/mK ▪ Polieuretán és poliizocianurát habok 0,024 W/mK ▪ Fenolhab 0,021 W/mK ▪ Vákumpanel 0,008 W/mK
A teljes rétegrendre megkívánt hőátbocsátási tényezők: Külső fal Aljzat Tetőfelületek
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
26
Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam http://www.passzivhaz-akademia.hu/index/online_passzivhaz_tanfolyam.html
0,12 W/(m2K) 0,15 W/(m2K) 0,10 W/(m2K)
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
27
[Passzívház Akadémia]: Passzívház csomópontok felhasználóknak
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
28
[Passzívház Akadémia]: Passzívház csomópontok felhasználóknak
A hő megkeresi a fűtött helyiségből kivezető útját a legkisebb ellenállás irányában, akár több szerkezeti elemen keresztül is. A hőhidak behatárolt helyen fellépő hőáramtöbbletek, melyek hatására az épületszerkezet belső oldali hőmérséklete csökken, és a nedvességfelhalmozódás veszélye nő. A hőhidakat alapvetően két csoportba oszthatjuk:
Geometriai hőhíd: pl. falsarok, T csomópont Anyagfüggő vagy szerkezeti hőhíd:
jelentősen különböző hővezetéssel rendelkező, egymás mellé beépített anyagokból álló szerkezeti csomópontoknál
Passzívházak esetében hőhidas szerkezeteket nem tervezhetünk. A termikus burok minden pontjához tartozó szerkezetnek közel azonos hőátbocsátási képességgel kell rendelkeznie. Hőhídmentes a csomópont kialakítása, ha a vonalmenti hőhídveszteség kisebb, mint 0,01 W/(mK). Építészeti formálás nehézségei.
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
29
Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam http://www.passzivhaz-akademia.hu/ YTONG hőhídkatalógus http://www.xella.hu/downloads/hun/documentation/070910_YTONG_hohidkatalogus.pdf
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
30
Wienerberger K+F füzetek – Épületfizika http://www.wienerberger.hu/
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
31
Dohanek Ádám: Passzívházak építéstechnológiája és szerkezeti megoldásai Adolf W. Sommer: Passzívházak – tervezés, szerkezet, csomópontok, példák
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
32
[Passzívház Akadémia]: Passzívház csomópontok felhasználóknak
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
33
[Passzívház Akadémia]: Passzívház csomópontok felhasználóknak
Extrém hőszigetelés Hőhídmentes épületszerkezet Melegablak Légtömörség Szellőztetés hővisszanyeréssel Innovatív épületgépészet
2015.03.25.
Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam http://www.passzivhaz-akademia.hu/index/online_passzivhaz_tanfolyam.html Thomas Langer: Passivhaus Schema http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Passivhaus_Schema.png
HTMS: Passzívházak
34
Passzívházakhoz fejlesztve Az un. melegablakok átlagos hőátbocsátási tényezője nem haladhatja meg a 0,8 W/(m2K) értéket. Melegablakok három fontos tulajdonsága
Háromrétegű hővédő, vagy egy
ezzel egyenértékű üvegezés Hőszigetelt sarokösszekötés Speciálisan szigetelt ablakkeret
Optimalizált Elhelyezés Méret
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
35
Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam http://www.passzivhaz-akademia.hu/index/online_passzivhaz_tanfolyam.html http://www.passivhaustagung.de/siebte/Passivhausfenster.png
Egy hőszigetelt üveggel ellátott régi építésű ablak hőtérképfelvétele: •
A felület középhőmérséklete 14 °C alatt van. •
A beépítés feltűnő hőhidakat mutat. •
A térben sugárzóhőmérsékleti aszimmetria, léghuzat és hideglevegőcsatornák észlelhetők. •
Ezért fűtünk alattuk! HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
36
Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam http://www.passzivhaz-akademia.hu/index/online_passzivhaz_tanfolyam.html
Egy passzívház ablak hőtérképfelvétele: •
Valamennyi felület kellemesen meleg (17 °C feletti) •
Még az üvegezés szélén sem esik a hőmérséklet 15 °C alá
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
37
Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam http://www.passzivhaz-akademia.hu/index/online_passzivhaz_tanfolyam.html
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
38
[Passzívház Akadémia]: Passzívház csomópontok felhasználóknak
A nem légtömör szerkezeti elemeken keresztül meleg, nedves levegő áramolhat belülről kifelé. Ekkor a hideg szerkezeti elemeken jelentős párakicsapódás jöhet létre. A kiáramló meleg, nedves levegő
energiát visz ki a házból, átnedvesítve a szerkezeteket rontja azok hőszigetelő képességét
A légtömör burok a termikus burokhoz hasonlóan az egész fűtött térfogatot körbe kell vegye, felületfolytonosan. Kiválasztandók a légtömöürségért felelős rétegek ▪ Könnyűszerkezetes épületnél: építőlemez burkolat ▪ Nehézszerkezetes épületnél: vakolat Kidolgozandók a légtömör illesztések megoldásai Kidolgozandók a szükséges áttörések légtömör megoldásai
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
39
A légtömör réteg nem feltétlen jelent párazáró réteget is.
Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam http://www.passzivhaz-akademia.hu/index/online_passzivhaz_tanfolyam.html
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
40
Dohanek Ádám: Passzívházak építéstechnológiája és szerkezeti megoldásai Adolf W. Sommer: Passzívházak – tervezés, szerkezet, csomópontok, példák
Blower-Door teszt A belső térben létrehozott 50 Pa nyomástöbbletnél az óránkénti légcsereszám nem lehet több 0,6-nél.
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
41
Adolf W. Sommer: Passzívházak – tervezés, szerkezet, csomópontok, példák
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
42
[Passzívház Akadémia]: Passzívház csomópontok felhasználóknak
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
43
[Passzívház Akadémia]: Passzívház csomópontok felhasználóknak
EGYFAJTA DEFFINÍCIÓ: "A passzívház egy olyan épület, melyben a termikus komfortérzet (ISO 7730) egyedül azon friss levegőtérfogatáram utánfűtésével vagy utánhűtésével biztosítható, mely a kielégítő levegőminőség eléréséhez (DIN 1946) szükséges, további egyéb levegő felhasználása nélkül." HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
Az energiatakarékos háznak légtömörnek kell lennie a szellőzési hőveszteségek minimalizálása miatt, ezért szellőztetni kell:
1. LEHETŐSÉG: fűtésre költünk – alacsony energiás ház Egyszerű szellőztető rendszert építünk be. Jó hatásfokú fűtőberendezést telepítünk, ami pótolja a szellőző
levegővel távozó hőt is. Az épület hőveszteségeinek csökkentése ezek mellett is érdekünk.
Telepítsünk olyan szellőztető berendezést, ami képes az épület
fűtésére egy nagyhatékonyságú hővisszanyerő rendszerrel Az ilyen fűtési rendszertől csak kis teljesítmény várható el Csökkentsük az épület hőveszteségeit olyan szintre, hogy az a szellőzési rendszerrel pótolható legyen. Az esetlegesen fellépő hőigény megteremtésére építsünk be egy egyszerű fűtőberendezést.
44
2. LEHETŐSÉG: szellőztetésre költünk – passzívház
Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam http://www.passzivhaz-akademia.hu/index/online_passzivhaz_tanfolyam.html
Célszerű minimalizálni a lakás légcseréjét 0,3-0,4-szeres légcsere biztosítja a kellő mennyiségű friss oxigént. Ez a minimum több, mint a szokásos: kb. 0,33-szoros légcsere
eléréséhez az ablakokat háromóránként 5-10 percre ki kellene nyitni. Kiszellőztetendők a levegő káros anyagai: pl. radon, illékony anyagok A belső levegő komfortos páratartalma 30% körül tartandó.
Az optimális légkomfort gépi szellőzéssel biztosítható. Hőcserélő alkalmazásával az elszívott szellőző levegő hője átadható a beszívott levegőnek, 75-95 %-os hatásfokkal.
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
45
Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam http://www.passzivhaz-akademia.hu/index/online_passzivhaz_tanfolyam.html
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
46
http://www.markcont.hu/userfiles/Image/markcont_uj/PAUL/hocserelo_nagy.gif
A szellőztetés szokásos menete: •
Friss levegő befúvása a lakóterekbe •
Házon belüli légáramlás •
Elhasznált levegő elszívása a terhelt helyiségekből (konyha, fürdő, WC)
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
47
Dohanek Ádám: Passzívházak építéstechnológiája és szerkezeti megoldásai Adolf W. Sommer: Passzívházak – tervezés, szerkezet, csomópontok, példák
Az a környezetvédelem, ami megéri, sokkal hatékonyabb, mint az a környezetvédelem, amiről csak beszélnek! Állami támogatási rendszer nem kellően ösztönző idehaza (ellentétben Németországgal, Ausztriával) A megtérülés számításakor sok a bizonytalanság
Energiaárak alakulása a jövőben Jövedelem és energiaár arány a jövőben Krízishelyzet esetén felértékelődő adottságok
Aktív rendszerek: A megújuló energiaforrásokat hasznosító rendszerek beruházási
költsége viszonylag magas, megtérülésük vitatható. Ezért célszerű az energiafelhasználási igényt már előzetesen csökkenteni.
Passzív rendszerek: Egy nagyobb családi házaknál csupán 0-15 %-os költségtöbblet.
Nagyobb volumenű épületek esetén akár plusz beruházási költség nélkül is megvalósítható.
2015.03.25.
Dióssy László: Energiamegtakarítási lehetőségek a lakossági és kommunális szektorban http://www.diossylaszlo.hu/files/energetikaiszakkollegium.ppt Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam http://www.passzivhaz-akademia.hu/
HTMS: Passzívházak
48
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
49
Rainer Vallentin: Energiahatékony városépítés passzívházakkal IN: II. Magyar Passzívház Konferencia, Budapest, 2009.
A/V arány
m2/m3
A: lehűlő felület V: fűtött tér
A/Fef arány
m2/m2
A: lehűlő felület
Fef: energiafelvevő felület ~ hasznos alapterület
AS/Fef arány AS: a lehűlő felület súlyozott összege ▪ 0,5 súly a földdel érintkező, illetve ▪ a fűtetlen, zárt terekkel érintkező felületeknél Fef: energiafelvevő felület ~ hasznos alapterület
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
50
Rainer Vallentin: Energiahatékony városépítés passzívházakkal IN: II. Magyar Passzívház Konferencia, Budapest, 2009.
m2/m2
HTMS: Passzívházak
2015.03.25.
Épülettípus
A/V arány
A/Fef arány
AS/Fef
Nyaraló
0,9-1,2
4,0-5,0
3,5-4,5
Szabadon álló családi ház
0,5-0,9
2,0-3,5
1,7-3,2
Ikerház vagy sorházvégi lakás
0,5-0,8
2,0-3,0
1,7-2,5
Sorház
0,4-0,6
1,6-2,5
1,4-2,2
Kis többlakásos házak
0,4-0,6
1,6-2,5
1,4-2,2
Nagy többlakásos házak
0,3-0,4
1,1-1,6
1,0-1,4
Tömbszéli épület
0,2-0,4
0,8-1,6
0,7-1,4
51
Rainer Vallentin: Energiahatékony városépítés passzívházakkal IN: II. Magyar Passzívház Konferencia, Budapest, 2009.