1 Szoláris épületek szerkezetei és méretezése Előadók: Csoknyai Tamás Egeressy Márta Simon Tamás Talamon Attila

2 Tematika Szoláris épületek szerkezetei és méretezése  Alapfogalmak, épületfizikai háttér, épületenergetikai számítások a 7/2006 (V.24.) TNM rendelet szerint, üvegszerkezetek energetikája, árnyékolástechnika, direkt és indirekt szoláris rendszerek (tömegfal, trombe-fal, transzparens hőszigetelés, télikert, átrium, OM-szolár ház, napkémény), napterek méretezése, szoláris légfűtés Az energiatudatos tervezés módszerei  Alapfogalmak, épületfizikai háttér, városklimatológia, teljes életciklusra való tervezés, passzív hűtés, komfortelméleti alapok, zöld tető, zöld homlokzat, szezonális hőtárolás, számítógépes tervezési technikák, épületszimuláció, Lakóépületek energiatudatos épületgépészete  Passzívházak, PHPP tervezés, épületlátogatások, hővisszanyerős szellőzés, megújuló energiaforrások alkalmazása (napelem, napkollektor, hőszivattyú, pellet-kazánok, szélenergia hasznosítás), zéró-emissziós épületek

3 Energetikai szakkollégium Szept. 24., 18.00: Gazdasági válság hatása a világ energetikájára Nov. 5., 18.00: Bakonyszombathelyi ökofalu projekt

4 A klímatudatos építészet igénye Környezet- és klímavédelem:  Globális környezeti problémák  Európában a CO 2 emisszió és energiafelhasználás 40%-a az épületekhez köthető Gazdasági okok:  Emelkedő energiaárak  Kőolaj és földgázkészletek kimerülése Politikai okok:  Kyoto protokoll  2002/91/EK Irányelv az épületek energiahatékonyságáról  2006/32/EK Irányelv az energia- végfelhasználás hatékonyságáról és az energetikai szolgáltatásokról  Épületek energetikai tanúsítása  7/2006 (V.24.) TNM rendelet  CO 2 emisszió kereskedelem és a Zöld Beruházási rendszer Megnövekedett komfort igények  „Beteg épület szindróma”

5 Alapfogalmak

6 A klímatudatos építészet fogalma Fosszilis és környezetkárosító energiaforrások használatának csökkentése  Energiaigény minimalizálása  Megújuló energiaforrások alkalmazása Hőnyereségek növelése Hulladéktermelés minimalizálása (szennyvíz, háztartási, építési hulladék) Hulladékok újrahasznosítása Természetes fény maximalizálása Közvetlen kontaktus a környezettel

7 Aktív és passzív házak Aktív ház: megújuló energiaforrások aktív hasznosítása mechanikai rendszerekkel: PV-cellák, napkollektorok, hőszivattyúk, szélerőmüvek, stb.. Passzív ház: megújuló energiaforrások passzív hasznosítása elsősorban napenergia-, hőtároló tömeg és természetes szellőzés segítségével. Épülettömeg alakítás, speciális üvegezések, transzparens hőszigetelés, tömegfal, trombe fal, napterek, átriumok, stb. – FOGALMI ZAVAR: NÉMET (ÉS A MAGYAR GYAKORLATBAN IS ELTERJEDT) PASSZÍVHÁZ FOGALOM MÁST TAKAR! Hibrid ház: jellegében passzív, de mechanikai rásegítés

8 Passzívház (német fogalom) Passivhaus Institut Darmstadt Sok ország átvette, mi is Passzívház kritériumok:  Éves fűtési energiafelhasználás: 15 kWh/m 2,év  Összes primer energiafelhasználás (háztartási gépekkel): 120 kWh/m 2,év  Légtömörség: n 50 < 0,6 h -1 Első ilyen épület: 1991 Darmstadt Kranichstein

9 Alacsony energiafelhasználású ház Mai átlag ( kWh/m 2,év) Német szabvány 1982 (150 kWh/m 2,év) Német szabvány 1995 (100 kWh/m 2,év) EN EV 2002 (60 kWh/m 2,év) Alacsony energiafelhasználású ház (50 kWh/m 2,év) Ultra-alacsony energiafelhasználású ház(30 kWh/m 2,év) Passzív ház (15 kWh/m 2,év) Nulla fütési energiafelhasználású ház (0 kWh/m 2,év) Autonóm ház (0 kWh/m 2,év)

10 Az épületek energiamérlege

11 Anyag- és energiaáramok 1

12 Anyag- és energiaáramok 2

13 Az épület energiamérlege 1 Transzmissziós energiaáramok Szellőzési veszteségek Szoláris hőnyereség Belső hőforrások Tárolt hő időbeni változása Fûtési / hûtési rendszer teljesítménye

14 Az energiafelhasználás összetevői Futési hő HMV hő Villamos energia:  Épületgépészet (szivattyúk, ventilátorok, légkondicionáló berendezések, motoros szelepek, zsaluk, hőszivattyú, villanybojler, villamos futés)  Lift, háztartási gépek, világítás

15 A futés és HMV hőfelhasználás összetevői 1 VESZTESÉGEK: Transzmissziós veszteségek  Külső falak  Tető  Talaj  Nyílászárók  Hőhidak Szellőzési veszteségek  Spontán légcsere réseken  Ablaknyitás  Szellőzőrendszer

16 Hőveszteségek egy családi házban

17 Szellőzési veszteségek

18 A futési és HMV hőfelhasználás összetevői 2 HMV veszteség  Felhasználási  Készenléti Épületgépészeti rendszer veszteségei (szekunder)  Szabályozás hiánya  Szigeteletlen vezetékek, berendezések NYERESÉGEK: Szoláris nyereségek Belső hőnyereségek:  Emberek metabolikus hőleadása  Berendezések, háztartási gépek, világítás, főzés HŐTÁROLÓ TÖMEG HATÁSA

19 Fűtési és HMV rendszer veszteségei

20 Melegvízellátó rendszer veszteségei

21 Szoláris nyereségek

22 Hőtároló tömeg

23 Belső hőterhelések

24 A futési hőfelhasználás és a szabványok

25 Primer energiafelhasználás Primer energia fogalma Végső energia fogalma

26 Energiahordozók CO2 kibocsátása

27 Az energiatudatos tervezés elemei

28 Energiatudatos tervezés elemei 1 ÉPÍTÉSZETI ESZKÖZÖK: Kompakt forma, alacsony  A/V arány Defenzív/szoláris tervezés Táj- és klimatikus adottságok kihasználása Határolószerkezetek hőszigetelése Jó hőellenállású nyílászárók Természetes szellőzés lehetősége (napkémény) Légtömörség Külső árnyékolás/integrált árnyékolás speciális hővédő üvegezések Ökológikus anyagválasztás

29 Energiatudatos tervezés elemei 2 PASSZÍV-SZOLÁR ESZKÖZÖK: Nagy benapozott üvegfelületek Napterek: télikert, átrium Tömegfal, trombe-fal, vízfal Transzparens hőszigetelés

30 Energiatudatos tervezés elemei 3 HAGYOMÁNYOS ÉPÜLETGÉPÉSZETI ESZKÖZÖK: Kondenzációs kazánok (Nagy hatásfokú, környezetbarát hőtermelés) Korszeru szabályozástechnika Hővisszanyerős szellőzés Hőszigetelt csővezetékek, tárolók, kazánok Klimatizálás helyett passzív hutés

31 Energiatudatos tervezés elemei 4 MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOKAT HASZNOSÍTÓ ÉPÜLETGÉPÉSZETI ESZKÖZÖK: Napkollektorok: HMV, futés PV-cellák: villamos energiatermelés Föld-levegő hőcserélő Hőszivattyú Geotermális hőhasznosítás Szélenergia-hasznosítás Biogáz Fatüzelés (pellets)

32 Tervezési stratégiák 1 Defenzív stratégia: Célja a hőveszteségek csökkentése (negatív tagok az energiamérlegben) Defenzív épület jellemzői:  Kompakt forma, kis felület / térfogat arány  Vastag hőszigetelés  Kis ablakok, gyakran hővédő üvegezéssel  Jó légzárás  Hővisszanyerő  Hatékony árnyékoló rendszerek Példa: Földbe integrált épület

33 Példák defenzív tervezési stratégiára

34 Szoláris vagy interaktív tervezési stratégia: Célja a hőnyereségek maximalizálása (kivétel belső hőnyereségek) Szoláris épület jellemzői:  Déli tájolás  Magas – tájolástól függő – üvegezési arány  Passzív és aktív szoláris rendszerek  Hőtárolás és konvektív hőáramok tudatos használata  Esetenként hővisszanyerő  Hatékony és intelligens árnyékoló rendszerek Tervezési stratégiák 2

35 Szoláris nyereségek maximalizálása Nagy déli tájolású üvegezett felületek Speciális üvegezések Nyáron: Árnyékolás

36 Példák szoláris tervezési stratégiára

37 Kompromisszumos tervezési stratégiák

38 Hasznosítható tradíciók

39

40

41 Alkalmazási példák

42 Energiagyűjtő falak Tömegfal: Trombe-fal: Transzparens hőszigetelésű fal:

43 Alkalmazási példák: Kőágyak

44 Alkalmazási példák: napkémény

45 Alkalmazási példák: hibrid rendszerek

46 Alkalmazási példák: hővisszanyerős szellőzés

47 Hõvisszanyerõ szellõzõ rendszer Földhõ hasznosítás Levegõ ellátás Lég- beszívás Lég- beszívás Vastag hõszigetelés Tripla üvegezés û ablak Napkollektor forrás: Alkalmazási példák: passzívházak