A változó éghajlattal összefüggő változások, problémák bemutatása (építészet-világ) Molnár Csilla 2014.10.16.

PROBLÉMÁK Hőmérsékletváltozás (OMSZ) Csapadékmennyiség változás (OMSZ) Szélsebesség növekedés (OMSZ) UV-sugárzás növekedése Özönvízszerű esőzések Talajproblémák Mikroklíma, vízellátás, jégesők problémája

Hőmérsékletváltozás NYÁR 2025: + 1,5 - 1,8 °C 2085: + 4 - 4,5 °C Forró periódusok előfordulása háromszorosára nő. A hőhullámok átlagos előfordulása másfélszeresére nő. Következmény: növekszik a hűtési igény, megnő a passzív épülettervezés szerepe A megfelelő külső árnyékolás nélküli ill. könnyűszerkezetes épületek, épületrészek belső klímája kritikussá válik (jobb hőszigetelő, de akusztikai problémái vannak). Hősziget hatás: + 5 – 6 °C Megoldás: - klímaberendezések elterjedése - fokozottabb figyelmet kell fordítani az épületekben, városokban alkalmazott színekre. A hőmérséklet további emelkedésével ezen hatások fokozódhatnak és egyes területeken kritikussá válnak.

Hőmérsékletváltozás TÉL 2025: + 1,2 - 1,4 °C 2085: + 3,1 - 4,1 °C Következmény: csökken a fűtési energia => az energiaigény eltolódik a téli fűtésről a nyári hűtés felé Klíma egyik legrosszabb tulajdonsága: sok fagyási ciklus (erodálás) Pozitív hatás: fagyási ciklusok száma csökken => kevesebb fagykár

Csapadékmennyiség változás NYÁR 2025: - 7,5 – 8,9 % 2085: - 19,5 – 26 % Következmény: - növekvő öntözési igény (zöld területek, parkok, lapostetők) - fokozódik a nyári felmelegedés (városi környezetben kritikussá válik)

Csapadékmennyiség változás TÉL 2025: + 8,2 – 9,7 % 2085: + 21,4 - 28,6 % Kérdés: halmazállapot => azaz hó helyett esőre számítsunk inkább vagy a hó mennyisége növekszik? Hó: statikai számítások felülvizsgálata a hóteher és a biztonsági tényezők tekintetében Eső: vízelvezetési rendszereink felülvizsgálata szükséges épületen (ereszcsatorna, összefolyó) épületek körül településeken (vízelvezető árkok)

Szélsebesség növekedés Maximális szélsebesség relatív gyakoriságának a növekedése: 2085: 12-14 m/s-ot meghaladó (1,5 - 2 szeres növekedés) Következmény: - épületek külső határoló szerkezeteinek károsodása (homlokzat => burkolat, nyílászáró, tetőszerkezet => tetőfedő elemek, vízszigetelő lemezek, villámvédelmi berendezések) - utcai berendezések (jelzőlámpa, villanyoszlop, telefonfülke) - növényzet károsítása - vízküszöb megnövekedése Megoldás: szélnyomás, szélszívás, örvény leválás méretezésének védelme.

UV-sugárzás növekedése Következmény: esztétikai romlás Külső felületvédelem fontossága felértékelődik a napsütésnek kitett anyagoknál, a műanyag és fa szerkezeteken. A fokozódó UV sugárzás hatására csökken az építőanyagok színtartóssága, hamarabb kifakulnak, tönkremennek. Megoldás: gyakoribb felújítás => magasabb költségek

Özönvízszerű esőzések Következmény: esővíz elvezető rendszerek túltelítetté válnak – szabványok felülvizsgálata talajban levő viszonyok gyors változása (talajvíz emelkedés, rétegvíz feltorlódás, vízáramlások változása) vízerózió megjelenése (sárlavinák) - céltudatos vízgazdálkodás => termőtalaj mennyiségi és minőségi tulajdonságainak megőrzése

Talajproblémák Következmény: földcsuszamlások duzzadó agyag talaj okozta épületkárok csapadékkiszáradás következtében előálló mozgások rongáló hatása => anyagi károk

Mikroklíma, vízellátás, jégesők problémája Fokozódik az ár- és belvízveszély. Földcsuszamlás veszélye mellett gyakoribbak lesznek a jégesők, mely a tetőfedés, tetőablak, napkollektor kialakításában igényel további meggondolásokat. Egyenetlen csapadékeloszlás, szárazabb nyári időszakok, szélsőséges hőmérséklet- ingadozások és légáramlások, nehezen kezelhető nyári hőhullámok. Beépített területek túlzott terjeszkedésével az átszellőző folyosók megszűnnek, a zöldterületek összezsugorodnak. A vízfolyások vízzáró medret kapnak, esetleg befedésre is kerülnek. Mindezek egyértelműen negatív hatással vannak a helyi mikroklímára. A klímaváltozás elsősorban a felszín alatti vizek áramlásának peremfeltételeit jelentő utánpótlást és a felszíni megcsapolást befolyásolja.

Építészeti fogások a klímaváltozás ellen

Legnagyobb környezetterhelés a földhasználat. Következő lényegi elem az energiahasználat. (A háztartások teljes energiamérlegéhez hozzátartozik a ház/lakás építési energiaigénye is. Ez az érték az un. primer energiaigényből számítható (építőanyag kitermeléséhez, előállításához és szállításához felhasznált energia).) A helyes nagyságrendek érzékelésére azt kell megvizsgálni, hogy a háztartás teljes életciklusára vetítve miként alakulnak az energiafogyasztás eddig említett tételei.

Az energiafelhasználás csökkentésének két fő stratégiája: veszteségek csökkentése nyereségek növelése A település klímatudatos tervezése mindkét stratégia elemét képezheti. Az épületek és épületszerkezetek hőveszteségének csökkentése elsősorban a veszteség csökkentő stratégia lehetőségeit, a passzív energiafelhasználás lehetőségei pedig elsősorban a nyereségnövelő stratégia lehetőségeit ismerteti.

A klímatudatos tervezés eszközeinek alkalmazásakor alapvetően három dologgal kell tisztába lenni. 1) A klímatudatos tervezés eszközei elsősorban szélsőséges meteorológiai viszonyok között jelentősek. 2) A klímatudatos tervezési, illetve épületszerkezeti, valamint gépészeti eszközök alkalmazása egyre nagyobb hatásfokkal képes a külső környezet szélsőségeit csökkenteni => egyre magasabb energiafelhasználás => egyre kevésbé fenntarthatók. 3) A klímatudatos tervezés elemei általában hosszabb időtávon fejtik ki hatásukat.

Az épületekkel kapcsolatban talán legtöbbször említett környezetterhelő elem az energiahasználat, és azon belül is első helyen szereplő fűtési energiaigény. Megoldás a hőigény-csökkentés tájolás épületforma szerkezeti rétegrendek kialakítása

A manapság szokásos hőszigetelési értékek, hőszigetelő anyag vastagságok tekintetében a közeljövőben lényeges fejlődés várható, amit jól illusztrál a Németországi szabványok fejlődését bemutató diagram.

Hővédelem TÉLEN: 8-10 cm-es szigetelés helyett 20 cm-es szigetelés akár 30 %-os csökkenése az energia- felhasználásnak nyílászárók fejlesztése NYÁRON: túlmelegedés megakadályozása árnyékolás

Átszellőztetett homlokzat Külső falszerkezeteinket megfelelő vastagságú hőszigeteléssel kell ellátni. Az épülethomlokzatok kialakítása többrétegű rendszerként jelenik meg. Egy ilyen homlokzatkialakítás minden esetben egy teherhordó falszerkezetből, hőszigetelésből, átszellőztetett légrésből és magából a homlokzatburkoló elemből áll, hozzá tartozó rögzítő rendszerével együtt. Külső kéregburkolat hőpajzsként viselkedik => megvédi a hőszigetelést és az épület tartószerkezetét a nagy felmelegedéstől, hiszen az áramló levegő hűti a léghőmérsékletet, ami a szigetelés felületét éri => légáramlat javítja a homlokzat nyári hőcsillapítását.

Klímahomlokzat Klimatizálásra hűtő-fűtő gerendákat alkalmaznak. A rajtuk átvezetett 14 °C fokos vízzel hűtik le a befújt friss levegőt, amelynek a sebessége csak 1,5 m/s, így senki sem érezheti az irodában azt, hogy a klíma éppen rá fújja a hideget.

Szélsebesség növekedése Az éghajlatváltozás során várható maximális széllökések növekedése elsősorban az épületek külső határoló szerkezeteit érinti, így a homlokzatot és a tetőn lévő szerkezeteket. tartószerkezeti méretezési probléma homlokzatokon a szerelt burkolatok nyílászárók árnyékolók tetőfedő elemek (anyag, tömeg) vízszigetelő lemezek tetősíkból kiálló elemek (villámvédelmi berendezések, kémények, antennák)

A SZÉLSŐSÉGES VÍZJÁRÁS HATÁSa Özönvízszerű esőzések előrejelezhetősége mindössze néhány óra. Káros hatásukat növeli: térség domborzata növényzettel való borítottsága vízelvezető rendszerek állapota, áteresztőképessége települések szerkezete, elhelyezkedése. Következmény: árvízveszély belvízveszély földcsuszamlások épületkárok Megoldás: méretezési szabványok felülvizsgálata esővíztározó berendezések telepítése építési előírások felülvizsgálata, szigorítása, betartatása árvízveszélyes területre teljes építési tilalom bevezetése magaspartok (földcsuszamlás), löszfalak által veszélyeztetett területek azonosítása

A Tetők fehérre festése A fehérre festett tetők négyszer annyi napfényt vernek vissza, mint a sötétek. hatnak a felmelegedés ellen környezetvédelem klíma berendezés használatán való spórolás lakók egészségi állapota visszavert fény csökkenti a felhőképződést => még több sugárzás éri a földfelszínt => többletsugárzás stabilizálja a levegőmolekulákat => lassítja a nedvességcseppek és a légköri energia függőleges áramlását

A Megújuló energiaforrások Megújuló energiaforrások hasznosítása: biomassza hasznosítás napenergia hasznosítás geotermikus energia hasznosítás szélenergia hasznosítás vízenergia hasznosítás Hulladék energiaforrások hasznosítása: szemétégetés depóniagáz hasznosítás Az átlagostól lényegesen nagyobb hatásfokú nem megújuló energiaforrások hasznosítása: kapcsolt hőtermelés hőszivattyúk

A Napenergia (leggyakoribb) • Passzív rendszerek kialakítása (építész) – Tájolás – Üvegezés aránya – Kompakt forma

• Aktív rendszerek (épületgépész) – Napkollektorok – Photovoltaics – Hőtárolás

Az alacsonyenergiájú ház az átlagnál jobban hőszigetelt épületet takar: falait 12-20 centiméteres hőszigetelés borítja tetőben 25-30 centiméteres vastag hőszigetelés pincefödémen 9-12 centiméter vastag hőszigetelés

A passzívház: olyan különlegesen hőszigetelt épület, melyben szükségtelen a konvencionális fűtési rendszer beépítése. A belső hőterhelés (világítás, háztartási berendezések, lakók, háziállatok által termelt hő) a napenergia hasznosításával együtt a hőszükséglet döntő hányadát fedezi. A ház alacsony hőenergia igénye a szabályozott szellőzőrendszer által biztosítható, így a fűtés elhagyásával megspórolt pénzből fedezhető a különösen vastag hőszigetelés és a korszerű légtechnika költségének egy része. Ehhez azonban a falakba 30-40 centiméter vastag hőszigetelés beépítése szükséges –, az ablakokat háromrétegű speciális üvegezéssel kell ellátni, különleges keretet felhasználva. Ezen háztípusok természetesen csak speciális, kevéssé elterjedt szerkezetekkel építhetők meg, melyek a jelenlegi energiaárak mellett bizonytalan gazdasági megtérüléssel kecsegtetnek.

Passzívház tervezésénél fontos elvek: Megfelelő tájolással a téli szoláris energia hasznosítása Nyári hővédelem biztosítása Extra hőszigetelés Szinte hőhídmentes szerkezetek tervezése Fal, tető, padló szerkezetekre előírt hőtechnikai értékek elérése 3 rétegű, nemesgázzal töltött üvegezésű hőszigetelt ablakszerkezetek Légtömörség biztosítása Nagy hatékonyságú szellőző berendezés hőcserélővel, földhő hasznosítással Passzívház előnyei: Kellemes hőérzet Extra kevés fűtési költség A kiemelkedő szigetelésnek köszönhetően a határoló falak belső felületi hőmérséklete megegyezik a belső levegő hőmérsékletével Nem alakul ki huzat, sem hideg sugárzás Egész évben friss levegő minden lakóhelyiségben Szabályozott a páratartalom és penészedés nem alakul ki az épületben, a szellőző rendszer kiszűri a bejövő levegőben található pollenek 70%-át Minimális energiafelhasználással a CO2 kibocsátás is alacsony

Az aktívházak nevükből adódóan több energiát termelnek, mint amennyit felhasználnak. Az ehhez szükséges energiát a napkollektorok, napelemek, illetve a speciális ablakok szolgáltatják. Egyfajta termikus tározóként funkcionálnak (egyedi falszerkezet, vákuum-szigetelt homlokzat). Házi erőművek: a többlet energiát a közösségi villamos hálózatra táplálja. Természetes építőanyagokból épülnek, emiatt is minimálisra redukálható az energia-ökológiai lábnyoma. Hátrányai: A passzívházzal szemben itt nem az a fő szempont, hogy kisebb legyen a hőszükséglet, hanem hogy a többletet megújuló energiával nyerjük ki, és emiatt magasabbak a beruházási költségek is. Tehát, amit megtakaríthatnánk egy passzív technológia alkalmazása esetén, ennél a módszernél be kell fektetnünk a későbbi energiatermelés végett. A gazdaságossága is megkérdőjelezhető, hiszen az aktív elemeket 15-20, míg az egyenirányítót 4-5 évenként cserélni kell.

Zöld tető Cél: városi zöldfelületek növelése városklíma javítása hőszigetelés épületek állagának megóvása városi flóra és fauna biodiverzitásának növelése csökkenti a zajszennyezést, megköti a szálló port (1 m2 zöldfelület kb. 0,2 kg szálló port és részecskét köt meg évente) esővíz visszatartás (tehermentesíti a csatornahálózatot) tetőkert által felfogott víz az itt élő növények párologtatása (transpirációja) ill. a párolgás (evaporáció) következtében visszakerül a természetes körforgásba => többletvíz elfolyása lelassul, természetesebb ütemet vesz fel növényzettel borított felületek – így a tetőkertek is – jelentősen hozzájárulnak a szélsőségesen száraz városi klíma enyhítéséhez és a hősziget–effektus csökkentéséhez tetőkertek ún. rekreációs célokat is szolgálnak, pihenési, felüdülési lehetőségeket biztosítanak a városi lakosságnak, a növények látványának nyugtató gyógyító hatása vitathatatlan.

Extenzív tetőkert Ökológiai védőréteget képeznek, kevésbé költséges, a kb. 6–20 cm közötti ültetőrétegbe pozsgásokat ill. olyan évelő növényeket ültetnek, amelyek a szárazságot és általában az extrém körülményeket jól viselik. Megerősödésük után öntözésre nem, vagy csak kis mértékben van szükség. A födém terhelhetősége kb. 60–150 kg négyzetméterenként.

Intenzív tetőkert Az ültetőközeg legalább 15 és 40 cm között van, de akár 1–1,5 m mély is lehet, vagyis ide akár fák, cserjék is ültethetők. A lejtésszög azonban nem lehet nagyobb 10 foknál, mert ez a típus már valódi kertként funkcionál, vagyis hosszabb tartózkodásra alkalmas. Terhelése 180–500 kg között van m2-ként, átgondolt tervezést, rendszeres gondozást igényel. A növényeken kívül utak, padok, szökőkutak is helyet kapnak benne.

Zöld fal A zöld tetők mellett megemlíthetjük a zöld falakat, homlokzatokat is, hiszen funkcióik hasonlóak. óvják az épületek állagát fűtési, ill. légkondicionálási költségeket csökkentik örökzöld növények esetében télen akár 30%–kal csökkenthetik egy épület fűtésköltségét, míg nyáron párásítják a levegőt, ezáltal hűtik a falakat, ill. az egész épületet csökkentik az esővízterhelést => a növényekkel befuttatott falak szárazabbak, jobb hőszigetelők => kevesebbet kell felújításokra költeni => beruházás megtérül ökológiai jelentőséggel is bírnak => fészkelő– és búvóhelyet biztosítanak sok madárnak, és akár egész kis életközösség alakulhat ki a növényekkel borított falakon.

Felkészülés a vízhiányos időszakokra Az özönvízszerű esők mellett az éghajlati becslések szerint hosszú, száraz, aszályos időszakokra számíthatunk a jövőben. Az épületek, települések esetében ez a parkok, kertek, zöldtetők és zöld homlokzatok fokozott öntözésének szükségességében nyilvánul meg. Javasolt az esővíztározók (ciszternák) építése, mellyel az aszályos időszak öntözésének vízigénye áthidalható. A zöld növényzettel telepített tetők esetében a növények fajtájának és az öntözés szükségességének, illetve módjának megtervezése komoly feladat. Összefoglalva: az éghajlatváltozás a települési, belterületi vízgazdálkodás feladatait is megnehezíti. Az időjárás változékonyságából adódóan, a szárazabb években az öntözés, a csapadékosabb években pedig a víztöbblet elvezetésének és megtartásának feladataival szükséges megbirkózni.

Irodalomjegyzék Horváth Sára Erzsébet: Panel-rehabilitáció az energiatudatos felújítás klímapolitikai aspektusai Sue Roaf, David Crichton and Fergus Nicol: Adapting Buildings and Cities for Climate Change http://fenntarthato.hu/epites/leirasok/nes/eghajlatvaltozas-hatasa http://napelemklub.hu/Epiteszet/Plusz-Energia-Hazak http://okovaros.com/Magazin3/zoldtetok.html http://www.origo.hu/idojaras/20111105-varosi-hosziget-klimavaltozas-varosi- legenda-hogy-a-feher-teto-enyhiti.html http://hu.wikipedia.org/wiki/Passzivhaz http://slideplayer.hu/slide/2060847/