Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

HŐTECHNIKAI SZABÁLYOZÁS AZ ENERGIATUDATOSSÁG SZEMSZÖGÉBŐL Dr. Kalmár Ferenc főiskolai tanár, tudományos dékánhelyettes.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "HŐTECHNIKAI SZABÁLYOZÁS AZ ENERGIATUDATOSSÁG SZEMSZÖGÉBŐL Dr. Kalmár Ferenc főiskolai tanár, tudományos dékánhelyettes."— Előadás másolata:

1 HŐTECHNIKAI SZABÁLYOZÁS AZ ENERGIATUDATOSSÁG SZEMSZÖGÉBŐL Dr. Kalmár Ferenc főiskolai tanár, tudományos dékánhelyettes

2 Miért kellett 2006-ban új épületenergetikai szabályozást bevezetni? Mert az Európai Tanács és Parlament erre kötelez minden tagországot. Az erről szóló Direktíva 2002 decemberében jelent meg. Tehát nem hazai hivatalok vagy szakmai körök kezdeményezéséről van szó. Miért tartja fontosnak az EU ezt a témát? Mert területén az összes energiafogyasztás mintegy 40%-a az épületszektorra jut – a fenntartható fejlődésnek ez kulcskérdése, különös tekintettel az épületek hosszú fizikai élettartamára, a szétszórtan elhelyezkedő, nagyszámú fogyasztóra.

3 Az importfüggőség energiahordozók szerint-EU

4 Az importfüggőség energiahordozó szerint-HU

5 Az energiafelhasználás változása szektoronként-HU

6 Egy átlagos épület energiafogyasztása Magyarországon

7

8

9

10

11 A szabályozás három szintű: az összesített primer energiafogyasztása (épület és gépészet együtt) ne legyen nagyobb, mint X kWh/m 2 év, ezen belül az épület fajlagos hőveszteségtényezője ne legyen nagyobb, mint Y W/m 3 K (de ez önmagában még nem elégséges) az egyes határoló- és nyílászáró szerkezetek hőátbocsátási tényezője ne haladja meg az adott szerkezetre előírt határértéket (önmagában persze ez sem elégséges). Ezek közül a második és a harmadik szint az építészeti koncepció és a szerkezettervezés szintje

12 Egyre gyakrabban alkalmazunk olyan határoló szerkezeteket, amelyekben többdimenziós hőáramok alakulnak ki. A tervezési gyakorlat megkönnyítése végett és figyelembe véve, hogy engedélyezési terv készítésekor ritkán állnak rendelkezésre részletes csomóponti tervek, közelítéseket alkalmazunk. Egy lényeges döntés: - külön kezeljük a szerkezeti elemen belüli hőhidakat és azokból, valamint a rétegtervi hőátbocsátási tényezőkből az elem átlagos hőátbocsátási tényezőjét képezzük – ez kell, hogy megfeleljen a követelménynek, - külön kezeljük azokat a hőhidakat, amelyek az elemek csatlakozásánál alakulnak ki. Az utóbbiak kezelésére a szabályozás közelítő összefüggéseket és korrekciós tényezőket ad.

13 Külső fal 0,45 Lapostető0,25 Padlásfödém0,30 Fűtött tetőteret határoló szerkezetek0,25 Alsó zárófödém árkád felett0,25 Alsó zárófödém fűtetlen pince felett0,50 Homlokzati üvegezett nyílászáró (fa vagy PVC keret)1,60 Homlokzati üvegezett nyílászáró (alumíniumkeret)2,00 Homlokzati üvegezett nyílászáró, ha névleges2,50 felülete kisebb, mint 0,5 m 2 Tetőfelülvilágító2,50 Tetősík ablak1,70 Homlokzati üvegezetlen kapu3,00 Homlokzati, vagy fűtött és fűtetlen terek közötti ajtó1,80 Fűtött és fűtetlen terek közötti fal0,50 Szomszédos fűtött épületek közötti fal1,50 Talajjal érintkező fal 0 és -1 m között0,45 Talajon fekvő padló a kerület mentén 1,5 m széles0,50 sávban (a lábazaton elhelyezett azonos ellenállású hőszigeteléssel helyettesíthető)

14 A követelményértéken határolószerkezetek esetében az adott épülethatároló szerkezet á áá átlagos hőátbocsátási tényezője értendő: ha tehát a szerkezet, vagy annak egy része több anyagból összetett (pl. váz- vagy rögzítőelemekkel megszakított hőszigetelés, pontszerű hőhidak…), akkor ezek hatását is tartalmazza. A nyílászáró szerkezetek esetében a keretszerkezet, üvegezés, üvegezés távtartói stb. hatását is tartalmazó hőátbocsátási tényezőt kell figyelembe venni.

15 Elemen belüli és elemek közötti hőhidak Elemen belüli élek: oszlopok, pillérek, szarufák, szerelt burkolatot tartó bordák Elemen belüli pontszerű hőhidak: átkötő vasak, rögzítő csavarok Csatlakozási hőhidak: külső fal-külső fal, külső fal-belső fal, fal- födém, párkány, attikafal, loggia pofafal, erkélylemez, nyílászáró és fal csatlakozása….

16 A hőhidak hatását is kifejező eredő hőátbocsátási tényező becslése az egyszerűsített eljárásban:

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27 Hőhíd szoftverrel számított eredő U er =0,4833 W/m 2 K Lineáris hőátbocsátási tényező:  =0,1877 W/mK Rétegrendi U a gerenda keresztmetszetben: U fa =1,5248 W/m 2 K Rétegrendi U a hőszigetelés keresztmetszetben: U szig =0,2956 W/m 2 K Felületarányosan súlyozott U er =(U fa *A fa +U szig *A szig )/(A fa +A szig ) =0,4677 W/m 2 K „Hőhídhatás” 63%

28 Hőhíd szoftverrel számított eredő U er =0,2504 W/m 2 K Lineáris hőátbocsátási tényező:  =0,0472 W/mK Rétegrendi U a gerenda keresztmetszetben: U fa = 0,4557 W/m 2 K Rétegrendi U a hőszigetelés keresztmetszetben: U szig =0,2032 W/m 2 K Felületarányosan súlyozott U er =(U fa *A fa +U szig *A szig )/(A fa +A szig ) =0,2386 W/m 2 K „Hőhídhatás” 18%

29 Ne (csak) azt nézzük, hogy a tető, mint egy szerkezeti elem mennyire hőszigetelhető, ha fűtött tetőteret alakítunk ki, -h-hiszen az nyilvánvaló, hogy a szarufák között és alatt vagy felett elhelyezett hőszigetelő rétegekkel nemcsak egy alacsony rétegtervi U tényezőt, hanem szinte hőhídmentes szerkezetet alakíthatunk ki, tehát a szerkezetre önmagára vonatkozó követelményérték (U<0,25 W/m 2 K) teljesítése nem lehet gond, hanem azt is fontoljuk meg, hogy a tetőtérnek milyen hatása van az épület egészére vonatkozó követelményértékre, azok teljesítésére/túlteljesítésére

30 Az épület egészére vonatkozó követelményérték

31 A fajlagos hőveszteségtényező és a köpeny átlagos hőátbocsátási tényezőjének kapcsolata: V x q =  A x U köpenyre átlag U köpenyre átlag Ebből U köpenyre átlag számítható.

32 Ez nem követelményérték, de biztonságos kiindulási adat q x V = U m x  A

33 Tervezési algoritmus

34 Elkészültek az első vázlatok. Megállapítható a felület/térfogatarány. Ennek függvényében leolvasható a fajlagos hőveszteségtényező megengedett legnagyobb értéke. ¿ Ezt célozzuk meg vagy ennél jobbat (alacsonyabbat)? ha a gépészet „előnytelen” (energiahordozó, szétszórt), ha lusták vagyunk számolni, ha jobb épületet, jobb minősítést akarunk, ha a minősítéshez támogatási feltétel kötődik akkor jobbat

35 ¿Hogyan lehet a fajlagos hőveszteségtényezőt „lefordítani” az épület határolására? Ha – a biztonság javára tévedve – eltekintek attól, hogy az épületnek van sugárzási hőnyeresége, akkor a felületarányosan súlyozott átlagos U érték az alábbi (ez nem követelményérték, de jó kiindulási pont).: Ha ezt az értéket tartjuk, akkor a fajlagos hőveszteségtényezőt is biztosan tartjuk. De figyelem! Ebben az U átlagban már a hőhidak, vonalmenti veszteségek hatása is benne van. Ez a legegyszerűbb módon, a  korrekciós tényezőkkel számolható, amelyek a tömeg „mozgalmasságától”, a hőhidak „sűrűségétől” függenek, többször 10%-ot is kitehetnek.

36 Lényeges döntések! Üvegarány, nyílászáró típus (tok- és szárnyszerkezet) Szempontok: U érték, légzárás benapozási feltételek, g érték (vagy naptényező), nyári túlmelegedés kockázata, árnyékvetők (benapozási feltételek vizsgálata szükséges), mobil árnyékolók, természetes szellőztetés lehetősége. Külső falak Réteges vagy nem ? U érték Hőhídhatás! Hőtároló tömeg (sugárzási nyereség hasznosítása, nyári túlmelegedés kockázata)

37 A hőhidak hatását kifejezhetjük a korrekciós tényezőkkel vagy számolhatjuk tételesen, szabvány szerint vagy megbízható hőhídkatalógus adatok alapján de bármelyik módszert is választjuk, ne feledjük, hogy egyes tételeket (lábazat, pince fal, pince padló, talajon fekvő padló) mindig vonalmenti veszteségek alapján kell számolni! ¿ Akarjuk-e pontosítani a fajlagos hőveszteségtényező számértékét ? (vagy azért, hogy a beruházási költségek némileg csökkenjenek, vagy azért, hogy jobb minőséget tudjunk igazolni) Ha igen, akkor vegyük figyelembe a sugárzási nyereséget is! Két opció közül választhatunk: Nem vizsgáljuk a benapozási feltételeket – „körben észak” alapon biztonságosan alacsony sugárzási energiahozammal számolunk. Vizsgáljuk a benapozási feltételeket és amennyiben azok kedvezőek, akkor a tényleges sugárzási energiahozammal számolunk. A számításra fordított munkával lényegesen jobb energetikai minőség igazolható.

38 Meghatároztuk a fajlagos hőveszteségtényező q „célértékét”, rakjuk össze a házat! Az épület hőveszteségtényezője Q Ö = qV  W/K  lehet. Kezdjük azokkal a tételekkel, amelyeken nem szívesen változtatnánk, nem nagyon tudunk változtatni vagy amelyek kevésbé fontosak az adott esetben. A nyílászárók vesztesége Q Ü = ΣA nyz U nyz Lábazat, pincefal, talaj feléQ T = Σl T  T PincefödémQ P = 0,5ΣA P U P Az épület hőveszteségtényezőjéből eddig ezeket a tételeket „használtuk el”, marad még  Q = Q Ö – Q Ü – Q T –Q P a falakra és a „kalapra” (padlásfödém vagy lapostető vagy tetőtérbeépítés). Két U értékről kell dönteni úgy, hogy teljesüljön az alábbi feltétel  Q = A FAL U FAL + A KALAP U KALAP Lehet, hogy az egyikről már van döntés (nem réteges fal), így már csak egy ismeretlen maradt. Mindegyik szerkezetnek persze ki kell elégítenie a rá vonatkozó követelményértéket ! Ha „baj van”, akkor réteges falra váltani (U és hőhíd!), jobb nyílászárókra váltani, végszükség esetében üvegarányt csökkenteni.

39 Mit csináltunk? Ekkora lehet az épület egészének fajlagos hőigénye: W / K NyílászárókPincef lábazat Ennyi marad „kalapra” + falraLapostető, padlás tetőtér Falra Ha a sugárzási nyereséget is figyelembe vesszük akkor nagyobb veszteség is megengedhető, mert azt ellentételezi a hasznosított nyereség

40 0,62 1,11 1,16 0,99 80 m 2 0,940,97 0,68 0, m 2 A sorház közbenső egységének két falán nincs hőveszteség A felület/ térfogat arány lapos tető vagy fűtetlen padlás esetében Csak az alaprajz körvonala számít?.

41 Bucsai ház Kuba Gellért

42 A Koppányi ház Budapest (1985) Kompakt forma metszetben is

43 A felület/térfogat arányt az alaprajz körvonalán túl a tető formája is jelentősen befolyásolja. Ennek persze akkor van szerepe, ha a tetőtérben fűtött helyiségek vannak, hiszen az arányban a térfogat a fűtött térfogat, a felület pedig az azt körbeburkoló határolás felülete. Érdemes-e fűtött tetőtérben gondolkodni?

44 80 m 2 alapterületA/VAU Kör alaprajz, egy szint1,13245,60,453 Négyzet alaprajz, tetőtérrel 0,89186,60,491 Különbözet25 %8 % Négyzet alaprajz, két szint1,00216,00,466 Négyzet alaprajz tetőtérrel0,89186,60,491 Különbözet14 %5,3 %

45 240 m 2 alapterületA/VAU Négyzet alaprajz, egy szint1,00648,00,466 Kör alaprajz, tetőtérrel 0,56354,80,530 Különbözet55 %13 % Kör alaprajz, két szint1,00449,60,500 Kör alaprajz tetőtérrel0,56354,80,530 Különbözet22 %6 %

46 vagyis azzal, hogy fűtött tetőtér mellett döntünk, (az azonos hasznos alapterület mellett) jelentősen enyhül az épület egészére vonatkozó követelményérték és ezt az enyhébb hőszigetelési követelményt egy kisebb felületen kell kielégíteni. Természetesen nem a tetőtér hőszigetelése az, amin célszerű takarékoskodni – ott könnyen lehet kiváló U értéket elérni. A különbözet az U súlyozott átlagértékében jelentkezik, ha takarékosság a cél, megfontolandó, hogy a forma helyes megválasztásával kiválóan hőszigetelt tetőterek mellett kevésbé jó, olcsóbb falat vagy nyílászárót válasszunk vagy mindenhol jó minőséget választva nagyobb üvegezési arányt alkalmazzunk.

47 Innen két opció között választhatunk: -v-vagy csak arra törekszünk, hogy a követelményértéket pontosan betartsuk, ebben az esetben olcsóbb hőszigetelést, „monolit” falat, olcsóbb nyílászárókat alkalmazunk (nem feltétlenül a tetőtér hőszigetelésén kell takarékoskodni); - vagy igényes szerkezeti elemeket alkalmazva túlteljesítjük a követelményértéket az olcsóbb üzemeltetés céljából és esetleges céltámogatás reményében.

48 A tetőn keresztül nemcsak hőveszteség van, hanem sugárzási nyereség is – méghozzá a dőlésszög függvényében nagyobb, mint a függőleges felületeken. A tetőidom ezért kifejezetten alkalmas energiagyűjtő elemek: kollektorok, fotovoltaikus cellák elhelyezésére.

49 Tudni kell, honnan, mennyire süt a Nap

50 Kollektormező a nyeregtető déli oldalán

51 Kollektorok és fotovoltaikus cellák a tetőn (finn példa)

52 Fedetlen tetőkollektor sémája Elnyelő lemez Légáram Hőszigetelés

53

54

55 A 126 négyzetméteres ház ezer forintos négyzetméteráron épült, azaz körülbelül 28 millió forintba kerül. Az építkezést pedig alig fél éve kezdték el, de a ház már 95 százalékos készültségi fokon áll.

56 TETŐAKADÉMIA Debrecen,

57 0,62 1,13 1,16 Eredeti A ,6=216 1,00 U=0,466 A sátortetővel és 1 m térdfallal 93,6 a függélyes felület, 2,4 a ferde alkotó, annak középvonala 18,5, a ferde felület 44,4, a kis négyzet 8,5, az összes A=186,6 A sátortetős térfogat: ,45+15,7=208,2 az arány 0,89 U=0,491 5,3% U, 14% A a megtakarítás 0,940,97 0,68 0, m 2 A sorház közbenső egységének két falán nincs hőveszteség A ferde él 2,38. Csak sátrat tételezek fel a térdfalra jut 4x1x6,4 =25,6 A ferde középvonala beljebb van 0,85tel, ott a kerület 4x6,4-4x1,7 =18,8 és a ferde felület 44,7 és a lezáró négyzet éle 4,7 22,1+44, ,8+69.1=201 7% dif az A/V, 3 % dif a generális U-ban 8%-kal kisebb felületre, azaz 11,7 %-kal lehet magasabb a generális U vagy ennyivel teljesítem túl a követelményt. Eredeti 80 m2 V 216 A ,6=245,6 Arány 1,13 U=0,453 8% U csökkenés 25% felületcsökkenés Az eredeti V 648, az eredeti r=6,18, Kerület 38,8 A ,6=449,6, arány 0,69 Sátorral A = ,6+67,5+24,3=354,8 V= ,2+80,4=631 arány 0,56 0, ,38 (  A/V)

58 0,62 1,13 1,16 Eredeti A ,6=216 1,00 U=0,466 A sátortetővel és 1 m térdfallal 93,6 a függélyes felület, 2,4 a ferde alkotó, annak középvonala 18,5, a ferde felület 44,4, a kis négyzet 8,5, az összes A=186,6 A sátortetős térfogat: ,45+15,7=208,2 az arány 0,89 U=0,491 5,3% U, 14% A a megtakarítás 0,941,00 0,68 0, m 2 A sorház közbenső egységének két falán nincs hőveszteség. Eredeti 80 m2 V 216 A ,6=245,6 Arány 1,13 U=0,453 8% U csökkenés 25% felületcsökkenés Az eredeti V 648, az eredeti r=6,18, Kerület 38,8 A ,6=449,6, arány 0,69 U=0,50 Sátorral A = ,6+67,5+24,3=354,8 V= ,2+80,4=631 arány 0,56 U=0,53 A hengeres lapostetőshöz viszonyítva 6% U-ban és 22% A-ban U=0,466 a hengeres sátortetőssel öszevetve 13% U-ban 55%nyi felületen 1,00

59 0,62 1,13 1,16 Eredeti A ,6=216 1,00 U=0,466 A sátortetővel és 1 m térdfallal 93,6 a függélyes felület, 2,4 a ferde alkotó, annak középvonala 18,5, a ferde felület 44,4, a kis négyzet 8,5, az összes A=186,6 A sátortetős térfogat: ,45+15,7=208,2 az arány 0,89 U=0,491 5,3% U, 14% A a megtakarítás 0,941,00 0,68 0, m 2 A sorház közbenső egységének két falán nincs hőveszteség. Eredeti 80 m2 V 216 A ,6=245,6 Arány 1,13 U=0,453 8% U csökkenés 25% felületcsökkenés Az eredeti V 648, az eredeti r=6,18, Kerület 38,8 A ,6=449,6, arány 0,69 U=0,50 Sátorral A = ,6+67,5+24,3=354,8 V= ,2+80,4=631 arány 0,56 U=0,53 A hengeres lapostetőshöz viszonyítva 6% U-ban és 22% A-ban U=0,466 a hengeres sátortetőssel öszevetve 13% U-ban 55%nyi felületen 1,00


Letölteni ppt "HŐTECHNIKAI SZABÁLYOZÁS AZ ENERGIATUDATOSSÁG SZEMSZÖGÉBŐL Dr. Kalmár Ferenc főiskolai tanár, tudományos dékánhelyettes."

Hasonló előadás


Google Hirdetések