Passzívházak nyílt napja
...avagy tanulságos példa a magyar építészet számára.
Agura Eszter, BME építészmérnök hallgató írása bécsi szakmai kirándulásáról
Az elmúlt évtizedekben számos pozitív változásokat szorgalmazó kezdeményezés elbukott (javarészt a gazdaságpolitika révén, vagy pusztán emberi gyarlóságból). Gondoljunk csak a Kiotói Egyezményre, ami hozott ugyan részeredményeket, de a legnagyobb káros anyag kibocsátó nemzetek a mai napig nem ratifikálták. Mindez azt mutatja, hogy ezt a problémát nem lehet a nagypolitika szintjén megoldani. Ezért fontos, hogy az egyes emberek is ráébredjenek saját felelősségükre. Csak így van esélyünk gyors, és radikális változások előidézésére, és ezáltal környezetünk és jövőnk megmentésére.
A jelenlegi kétségbeejtő helyzetben az építészetnek is meg kell mozdulnia, annál is inkább, mert a fosszilis energiahordozókból előállított energia több, mint 40%-át az épületek üzemeltetésére, és az építőiparban használjuk fel. (forrás: Az Európai Unió Energetikai irányelvei (EPDM), 2002) A beruházók, tervezők, és építtetők összefogásával van esély rá, hogy változtassunk ezen az arányon.
Az energiatakarékos, károsanyag mentes berendezések használatán túlmutatóan, az elsődleges kiadás, amin spórolhatunk a fűtés, mivel egy átlagos mai épület energiafelhasználásának több mint felét ez teszi ki (a maradék oszlik meg a használati melegvíz és a villamos energia között).
„Az energiatudatos, környezetkímélő építés arra a kérdésre keresi a választ, hogy emberi szükségleteink miként elégíthetők ki környezetünk lehető legkisebb szennyezésével. A környezetszennyező technológiák alkalmazása helyett olyan tervezési technológiák, berendezések alkalmazását keresi, melyek jobban kihasználják a szerkezetekben lévő tartalékokat és a megújuló természeti erőforrásokat (pl. klímatudatos-, szoláris tervezés, természetes szellőzés, -világítás, nem hagyományos energiaforrásokat alkalmazó berendezések).”
Medgyasszay Péter
Passzívház szabvány
Egy passzívház fűtése tizedannyi energiával oldható meg, mint egy átlagos otthoné, (ezáltal sokkal olcsóbb is a működtetése). Továbbá a hagyományos épületek energiafelhasználása révén keletkezett szén-dioxid-kibocsátás is jelentősen csökkenthető.
Európában a darmstadti Passivhaus Institut normáit tartják iránymutatónak, amely szerint egy ilyen ház fűtésére egy évben nem fordítható négyzetméterenként 15 kilowattóránál több energia. (Hogy érzékeljük, mennyi is 15 kWh: másfél köbméter földgáz tartalmaz ennyi energiát, tehát jelenlegi hazai árakon számolva mintegy 150 forint a négyzetméterenkénti éves költség. A régebben épült házaknál ez az érték 220 kWh, míg a mostanában – hagyományos technológiával – épülő házaknál 70 kWh.) (forrás: Népszabadság, 2007. október 26.)
A passzívházak működési elve a következő: minél kevesebb hő „szökik” ki az épületből, annál kisebb energiát igényel ennek a hőveszteségnek a pótlása. Ezért a hagyományos szerkezetek hőátbocsátási értékét igyekeznek csökkenteni (ennek elsődleges módszere a kellően vastag hőszigetelés, illetve speciális szerkezetek használata). Mivel a jó hőszigetelő képességű és jó légzárású nyílászárók megakadályozzák a kiszellőzést (míg ez korábban a hagyományos szerkezeteken át lehetővé vált), szükségessé válik a gépi légcserélés. Egy ilyen berendezés fogyasztása normálüzem esetén 100 W körül van, ez évi 4-5 kWh/m2 elektromos áramot jelent. Így ez nem veszélyezteti a passzívházak gazdaságosságát. Sőt tovább növeli az a tény, hogy valamennyi passzívház szellőző-fűtő rendszere tartalmaz egy kompakt berendezést, amely egy hőcserélő segítségével a belülről elszívott meleg, használt levegő hőjét átadja a kívülről beszívott, hideg, friss levegőnek. Ezt gyakran kombinálják ún. talajkollektorral vagy talajszondával, mely földbe ásott, vagy fúrt csőrendszerén keresztül télen melegebb, nyáron viszont hűvösebb hőmérsékletet biztosít a külsőnél. A passzívházaknál általában felületfűtést alkalmaznak, mely nagyobb hatásfokkal adja le a meleget.
Példamutatás
Nemrég alkalmam nyílt rá, hogy – a BME Építészmérnöki Kar Épületenergetika Tanszék egyik választható tárgyának keretében többedmagammal – nyugati szomszédunknál tanulmányozzam, hogyan is készülnek–épülnek–működnek ezek az építőipari energetikai csodák. (Passzívházak Nyíltnapja, november 9-11. Ausztria, Bécs).
Az egynapos szakmai kiránduláson öt különböző funkciójú, különböző léptékű, különböző technológiával készült–készülő épületet látogattunk meg. Ezek közt szerepelt egy 6 szintes, vasbeton vázas irodaépület, két soklakásos épülettömb, egy egyetemi kollégium, egy kb. 150 m2-es, favázas családi ház, és egy különleges szalma-vályog falszerkezetű bemutató-épület.
Irodaépület Bécs külvárosában
A Vienna Business Agency beruházásában megvalósuló "ENERGYbase" fantázianevű irodaépületet várhatóan 2008 közepén adják majd át az egyik bécsi főiskola diákjainak, egy laboratórium kutatóinak, és az irodákat bérlő cégeknek. A befektető elsődleges célja a gazdasági és ökológiai érdekek közelítése volt. A még Ausztriában is különlegesnek számító irodaépület passzív koncepciójának alapja a jó minőségű, vastag szigetelés a hőveszteség ellen, valamint megfelelő levegőminőség biztosítása a fűtéssel egybekötött, vezérelt légcserélő rendszerrel.
Az épület fűtését geotermikus energiával biztosítják. Ezt kiegészítendő a déli homlokzaton 400 m2-nyi napenergiahasznosító rendszer kerül elhelyezésre (fotovoltaikus és termikus napkollektorok), amely kb. évi 42 000 kWh energiát termel. A napenergia maximális kihasználását a déli homlokzat speciális geometriája teszi lehetővé, ami télen beengedi a nap sugarait az épületbe, nyáron pedig árnyékolóként funkcionál. Nyáron az ily’ módon felhalmozódó hőtöbblet biztosítja az épület hűtését (ún. szolár hűtés útján: itt egy speciális hűtési eljárást alkalmaznak, melynek során a külső meleg, nagy páratartalmú levegőt áteresztik egy speciális nedvességfelvevő közegen (pl. szilika gélen), ennek hatására a levegő nedvességtartalma lecsökken. Majd hideg víz beporlasztásával hűtik a szellőző levegőt. Végül a napkollektorokból származó forró közeg segítségével regenerálják a speciális nedvességfelvevő anyagot.)
Különleges megoldás az ún. zöld pufferzónák létrehozása. A létesítmény napsütötte oldalán szintenként 5 „üvegházat” alakítanak ki, amelyeken átvezetve a légcserélő rendszer levegőjét, elérik a megfelelő páratartalmat. Az ENERGYbase alaprajzi elrendezése, és a déli homlokzat speciális kialakítása lehetővé teszi, hogy a tereket természetes fénnyel világítsák meg, minimalizálva ezzel a mesterséges fényigényt.
Környezetbarát kollégium A világ első passzív szabvány szerint épült kollégiuma a bécsi Molkereistrasse-n található. A 7 szintes épület, - amely 15 hónap alatt épült fel az egykori tejgazdaság helyén - 278 db különálló szobát rejt magában, konyhával, fürdőszobával, saját tv-vel, internettel, és telefonvonallal. Az átlag 14 m2-es szobák nagy ablakaik révén természetes fénnyel vannak megvilágítva. A közbenső helyiségeknek hosszú szalagablaka nyílik a központi közlekedő térre, ahol 5 felülvilágító szolgáltatja a fényt.
A külső levegő a tetőn keresztül jut az épületbe, ahol egy hőszabályozó szükség szerint felmelegíti, illetve lehűti. A hőcserélő az elhasználódott levegő hőenergia tartamát átadja a friss levegőnek, méghozzá 80 %-os hatásfokkal. A szobai termosztátoknak, és a szobák ajtajai fölötti mini radiátoroknak köszönhetően a szobák fűtése egyedileg szabályozható. Az ehhez szükséges hőenergiát az alaplemez alatti felületi hőcserélő biztosítja. Az épület hőveszteségének minimalizálását zárt tömeg, a nyári túlmelegedés elkerülését nagy felületű árnyékolók segítik elő. További információ
Energiatakarékos társasházak
A bécsi Kammelweg-en található különleges társasházak építése 2006-ban kezdődött, és 2007-ben már beköltözhettek az újdonsült környezetkímélő lakók. A két szomszédos épület 7104, ill. 8260 m2 alapterületen 80 ill. 90 lakást rejt magában. Ezek m2 ára kb. 1500 euró, a havi rezsi azonban nem haladja meg a 10 eurót, mivel fűtési energiaigényük kb. 10 kWh/m2.
A Johannes Kaufmann által tervezett „E” jelű épülettömb egy többszintes központi csarnok köré szerveződik, melyet két végén 1-1 lifttel ellátott lépcsőház zár le. A csarnokot 4 oldalról lakások sora veszi körül, melyek mindegyike rendelkezik saját erkéllyel, és „belső homlokzattal” is. A gangos közlekedőről feltárt lakások (a kollégiumhoz hasonlóan) széles szalagablakkal kapcsolódnak az átriumhoz, ahonnan – a számos felülvilágító révén – sok fényt kapnak, habár ez talán a privátszféra megőrzése szempontjából nem a legelőnyösebb megoldás. A lakótömböt ellátták fitnesz teremmel, gyermek játszóházzal, és közös használatú mosókonyhával is, valamint babakocsi- és kerékpártárolóval.
A passzív szabvány teljesítése érdekében az épület előregyártott vasbeton váz elemekből, és nagy hőszigetelő képességű, könnyű szerkezetű homlokzatburkolatból készült. A létesítmény két termikus zónára tagolódik: a fűtött lakóterekre, valamint a fűtetlen csarnokra, és közlekedő terekre. A lakások hőmérséklete igény szerint szabályozható az ajtók felett elhelyezett „mini-radiátorokkal”. A légcserét a tetőn keresztül oldják meg, hővisszanyerős berendezéssel.
Az „L” alaprajzú, K-Ny és É-D tengelyű „B” épülettömb megálmodója az s&s architekten építésziroda. Az építmény magját egy – a többi lakótömbbel érintkező, a Kammelweg és a Rudolf Virchow utcák felé irányuló – 3 szintes központi tér adja. A két szárny által közre zárt udvar pedig parkosított játszóteret rejt. Ezen kívül itt is található gyermek játszóház, babakocsi-, és kerékpártároló, valamint ifjúsági terem, és hűtött zöldség-gyümölcs tárolók a pincében.
A termikus szakaszolásnak köszönhetően az épület megfelel a passzív szabvány támasztotta követelményeknek. A loggiákat és erkélyeket vastag hőszigetelő réteggel különítették el termikusan a tömegtől. Az épület külső burka egy speciális, Prottelith nevű, könnyűbetonból, és sztiroporból álló anyagból készült. (részletes információ a http://www.prottelith.at oldalon található.) Az energiatakarékos koncepciót a napsugárzás – speciális ablakok révén történő – passzív hasznosítása, valamint a földhő felhasználása és a légcserélő berendezés hőtakarékossága teszi teljessé. További információ
Passzívan fából
A bécsi Jaunerstrasse-n található EFH Eidenberger projektnevű, 256.00 m2 nettó alapterületű, lapostetős családi ház tervezett éves energiaigénye 15-20 kWh/m2. Titka abban rejlik, hogy az ATM Architektur & Technik tervezőiroda igyekezett a lehető legkompaktabb, legzártabb épületformát kialakítani, így a lehűlő felületek és a fűtött térfogat aránya igen kedvezően alakul (0,37, mivel a „pince” is a fűtött térfogat része). Az építtetők igényeinek megfelelően a létesítményt falfűtéssel látják el, ez a hőleadás szempontjából is kedvező. Az épületnek sajátos nyílászáró kiosztása van, mivel a tervező és a megrendelő közös megegyezéssel igyekeztek az északi, utcai homlokzatot zártabbá alakítani, míg a déli, kert felőli épületburok – hatalmas üvegfelületei révén – teljes nyitottságot mutat. Ez megfelel a leendő lakó igényeinek is, és a naphő passzív hasznosítása szempontjából is előnyös. Szintén a déli homlokzatra néz a terasz, mely nyáron árnyékolóként is funkcionál.
A tervek szerint az épület zárt geometriáját a nyílászáró kiosztáson túl a homlokzat vízszintes tagolása töri meg, a földszinti vakolt felülettel, és az emeleti kazettás lemezburkolattal.
A különleges külső falszerkezet felépítése a következőképpen alakul: 9,4 cm vastag tömör fa falszerkezet, 32 cm cellulóz szigetelés (újrahasznosított papírból és bórsókból készített hőszigetelés (hővezetése: 0,04 W/mK, hőkapacitása: 1944 J/kgK, meglehetősen olcsó anyag), 20 cm fa borítás, átszellőztetett homlokzatburkolat. Az épület további sajátossága, hogy a pince is része a passzív szabvány szerint készült épületburoknak, mivel itt is lakó funkciójú helyiségek találhatók (a pincefal vasbetonból készült, és 35 cm XPS hőszigetelés borítja).
A friss levegőt egy beépített szűrővel rendelkező légcserélő készülék szolgáltatja, melyet az épület alatti talajszondával összekötött hőszivattyú* fűt fel a megfelelő hőfokra. Ezen kívül a szabadalmaztatott dupla üvegezésű ablakok is „fűtik” a belső teret.
*hőszivattyú típusai:
víz-víz típusú: A talajvízből, vagy a felszíni vizekből (folyó, tó) vonja el a szükséges hőenergiát. A talajvíz felhasználásához legalább két kút szükséges; az egyikből kiszivattyúzzák, a másikba pedig visszaeresztik a vizet.
Előnyei: magas hatásfok, egész évben állandó teljesítmény, biztosítja az épület fűtését és hűtését is.
Hátrányai: nagy mennyiségű víz szükséges hozzá, jelentős előkészítést igényel, ha elapad a vízforrás, nem tud működni.
föld-víz típusú:
- Földkollektoros (vízszintes) rendszerek: A talajból a hőt, 1,5-2 méter mélyre (több, keskeny árokba, vagy egy nagy alapterületű „gödörbe”), vízszintesen lefektetett, műanyagcsövek segítségével vonják el. A csőkígyóban fagyálló folyadék kering.
Előnyei: magas hatásfok, egész évben állandó teljesítmény, biztosítja az épület fűtését és hűtését is, biztosított a jövőbeni működés.
Hátrányai: jelentős földmunkával jár, hűtheti a kert fáinak gyökereit, nagy földterület szükséges hozzá.
- Földszondás (függőleges) rendszerek: A talajból a hőt, 30-100 méter mély furatokba, függőlegesen elhelyezett műanyagcsövek segítségével vonjuk el. A speciális csövekben különleges fagyálló kering.
Előnyei: magas hatásfok, egész évben állandó teljesítmény, biztosítja az épület fűtését és hűtését is, biztosított a jövőbeni működés, kicsi területigény, szinte bárhová telepíthető.
Hátrányai: nagyon drága a fúrás, nagy felfordulással jár az előkészítés.
levegő-víz típusú: A környezet levegőjéből vonjuk el a fűtéshez szükséges hőenergiát. A készülékek telepíthetők beltérbe, kültérbe. Felszerelhetők a tetőre, vagy a ház falára is.
Előnyei: nem igényel jelentős előkészületeket, bárhová szerelhető, egyszerű, olcsó telepítés, kisebb beruházást igényel, mint a földes, vagy vizes típusok.
Hátrányai: alacsonyabb hatásfok, külső hőmérséklettől függő teljesítmény, alternatív fűtési rendszert igényelhet.
Bemutató épület 30 km-re az osztrák fővárostól
A vályogból és szalmából készült irodaépület Bécstől délre található, Tattendorfban. A 259 m2 alapterületű, kétszintes épület valójában az osztrák Natur & Lehm cég bemutató-, illetve előadó „terme”. Az épület egy sajátos készház építési rendszerrel készült (dupla, hőszigetelt faváz közt szalma kitöltés, két oldali OSB burkolattal, és vályog tapasztással ellátva. A 3x9 m nagyságú elemeket vonattal szállították a helyszínre, és daruval emelték a helyükre.
Az épület hossztengelyes szervezésű, tengelye K-Ny irányú, az északi homlokzata tömör vályogfalat mutat, a déli viszont nagy üvegfelületeken keresztül érintkezik a környezetével. Ezáltal passzív módon hasznosítja a nap melegét, amiben a speciális árnyékoló rendszer is részt vesz fényszabályozóként, északról viszont jelentős hőtároló tömeget képvisel. Ennek megfelelően az északi oldalra kerültek az irodák, a délre pedig a közösségi terek.
A déli homlokzatot érő napsugárzás aktív hasznosítását napkollektor teszi lehetővé, ami a létesítmény melegvízellátását biztosítja. A kollégiumhoz hasonlóan itt is elhelyezésre került egy földhőt hasznosító föld-víz rendszerű hőszivattyú, valamint egy hőcserélő, amely nem engedi az elhasználódott levegő hőenergiáját és páratartalmát „kiszökni” az épületből. A ház fűtése a vályog dörzsölésbe integrált vezetékrendszeren keresztül történik. A szalmaréteg olcsó és jó minőségű hőszigetelőként funkcionál. A szintén vályogpanelekből készült tetőre extenzív zöldtető készült, melyre kis igényű, szárazságtűrő növényeket telepítettek. A létesítmény hűtését egy fúrt kútból származó víz keringtetésével oldották meg.
Az építéshez a Natur&Lehm cég számos természetes anyagokból készülő termékét, és technológia megoldását használták fel, ilyen például az újra felfedezett, tetszőlegesen variálható, és dekorálható vályogtapasztás, valamint az afrikai törzsektől ellesett speciális falburkoló anyag, amely biztosítja a vizes helyiségek impregnált kialakítását, megteremtve ezzel a környezetbarát építés új dimenzióját.
Tanulság
A lehetőség tehát adott, a kérdés csupán az, hogy akarunk-e modern Noék lenni, és megmenteni azt, ami a Földön még érték, vagy ölbe tett kézzel nézzük, ahogy elődeink sok száz éves fáradtságos munkával megteremtett világa szép lassan összeomlik. Minden építész saját felelőssége, hogy az, amit ma megtervez és felépít negyven-ötven év múlva is élhető lesz-e, és vajon megrövidíti az emberiség földi történelmét, vagy képes lesz fennmaradni akkor is, mikor már minden élhetőt-éltetőt felemésztettünk. Ehhez az építészeknek nem csak saját szakmai szemléletüket kell átformálni, de rá kell ébreszteniük az építtetőket és a beruházókat is, hogy az energiatudatos építkezés mindannyiunk érdeke.
Agura Eszter, BME építészmérnök hallgató
szakmai lektor: Szalay Zsuzsa, Dr. Csoknyai Tamás
