Fűtési energia megtakarítás épület léptékben

Az épületek léptékben megvalósítható energia megtakarítási intézkedései közül elsősorban a meglévő épületek utólagos hőszigetelésére, a légzárás fokozására, a passzív energiahasznosítási lehetőségekre, illetve a gépészeti rendszerek korszerűsítésére kell hangsúlyt fektetni.

Tartalom

• Hőszigetelés
• Légzárás
• Fűtéskorszerűsítés
• Szellőzés
• Passzív energia hasznosítás
  

Hőszigetelés

Az épületek energiafelhasználásának csökkentéséhez két módon juthatunk el, csökkentjük a hőveszteségeket, illetve növeljük a (szoláris) hőnyereségeket. Az alacsony energiafelhasználású házak legfontosabb követelménye a transzmissziós hőveszteségek csökkentése, tehát a jól hőszigetelt külső héjazat elkerülhetetlen.

A hőszigetelést az épület összes külső illetve fűtetlen térrel határos szerkezetén (homlokzatai falak, tetőszerkezetek, pincefödém, talajon fekvő padló stb.) el kell készíteni.

Homlokzati hőszigetelés

A belső oldali hőszigetelés alkalmazása páradiffúziós problémákat vet fel, csak párafékező réteg beépítésével alkalmazható, ami igen gondos tervezést és kivitelezést igényel, ráadásul a hőhidak egy része (pl. fal-födém ill. T csatlakozás) továbbra is megoldatlan marad. A megoldás nem javasolt!

A szilikátbázisú hőszigetelő vakolati rendszerek által nyújtott hőszigetelő érték korlátozott, az anyag közepesnek számító hővezetési tényezője (λ = 0,09-0,14 W/mK) és a technológiailag felhordható csekély rétegvastagság miatt (5,0 -6,0 cm).

A legelterjedtebb hőszigetelési mód, a hőszigetelő homlokzatburkolati bevonatrendszer, mely szinte valamennyi építésmódban alkalmazható és energetikai szempontból igen hatékonynak mondható. A „dryvit-rendszer”-ként ismert hőszigetelő kéregvakolatokban elhelyezhető hőszigetelő táblák (pl. polisztirolhab vagy kőzetgyapot) vastagsága nem korlátozott, legfeljebb a táblák rögzítés módja változhat. A hőszigetelési rendszerek tartalmazzák mindazon kiegészítő elemeket és anyagokat, amelyek a szakszerű kivitelezéshez szükségesek.

Porózus-üreges falazó elemekből készült falazatok esetében ajánlott vakolható kőzetgyapot vagy páraáteresztő polisztirol lemezeket alkalmazni. A hőszigetelő anyag számításkor használt átlagos hővezetési tényezője (λ = 0,047 W/mK), az alapérték (λ = 0,040 W/mK) a mechanikai rögzítések (átlagosan 7 db/m² acéldűbel) hőhíd hatásával növelt értéke.

Az utólagos hőszigetelés 8 cm-nél vékonyabb hőszigetelő réteggel nem gazdaságos, mivel a hőszigetelő anyag ára az egész rendszer kivitelezési költségének legfeljebb a 20%-át teszi ki [HS5].

Budapest, paneles épületek utólagos hőszigetelése

A kéthéjú átszellőztetett homlokzatburkolatoknak, az esztétikai kialakításon túl, előnye többek között, hogy - a páradiffúzió szempontjából is kedvező - átszellőztetett háthézag jelentősen lecsökkenti a teherhordó fal nyári hőterhelését, a szilárd burkolat, pedig megvédi a hőszigetelést az időjárási és a mechanikai behatolásokkal szemben.

A szerelt homlokzatburkolatok választéka igen nagy, mind anyagukat (tégla, fa, fém, üveg, műkő, műpala stb.), mind kialakításukat tekintve (táblás, sávos, kis- ill. nagy elemes stb.), azonban áruk meglehetősen magas.

Hazánkban a paneles épületek jellemzően maghőszigetelt külső falszerkezettel épültek, ahol két vasbeton réteg közé került a polisztirol hőszigetelés (a belső réteg a teherhordó szerkezet, erre függesztve a külső burkolati réteg). Ezen szerkezeti kialakítás előnye, hogy a hőszigetelés teljes mértékben védve van a környezeti és mechanikai hatásoktól, azonban a külső kéreg – hőszigetelésen átvezetett - felfüggesztése, rögzítése jelentősen lerontja a falszerkezet hőtechnikai képességét.

Meglévő épületek utólagos homlokzati hőszigetelésének („dryvit-rendszerű) hatása a fűtési energiafogyasztás csökkentésére, a lakásegységre számított költségek és megtakarítások alapján

Nyílászárók

A jól hőszigetelt külső falszerkezetek fontos része a megfelelő nyílászáró. A mai korszerű, hőszigetelő üvegezésű nyílászárók energetikai szempontból gyakorlatilag a külső falakkal egyenértékűek (transzmissziós hőveszteség és szoláris hőnyereség). A kiváló minőségű nyílászáró szerkezetek beépítése azonban kockázattal is jár bizonyos esetekben, ugyanis ha az igen jó légzárású nyílászáróval ellátott helyiségek szellőztetése nem megfelelő, a belső tér páratartalma megnövekedhet, és a hőhidak belső felületén időszakos páralecsapódás keletkezhet, mely hosszú távon penészesedéshez vezet.

Meglévő épületek utólagos nyílászáró cseréjének hatása a fűtési energiafogyasztás csökkentésére, a lakásegységre számított költségek és megtakarítások alapján

Az üvegezéssel párhuzamos síkú árnyékolók, függönyök hőszigetelő hatást is kifejtenek, részben a szerkezet hővezetési ellenállása, részben pedig a bezárt légtér kialakítása révén. A függönyök szigetelő hatása függ a textíliától és fokozható annak esetleges külső oldali bevonatolásával, az élek megvezetésével és rögzítésével (az ablak és a függöny közötti légtér bezárásával). Jelentős a függöny és a radiátor egymáshoz viszonyított helyzete.

A függöny és a radiátor egymáshoz viszonyított helyzetének hatása az energiamérlegre. Forrás [HS6].

Tetőszerkezetek

Magastető

Napjainkban a magastetővel ellátott épületek szinte kizárólag tetőtér beépítéssel készülnek, ahol a hőszigetelés vonalvezetése ideális esetben követi a beépítés síkját. A hőszigetelés kialakításakor figyelni kell, hogy a könnyűszerkezetes tetőbe pára ne juthasson be (hőszigetelő képesség romlása!), így a belső oldalon párazáró fólia elhelyezése szükséges.

A nyári hőterhelés csökkentése érdekében célszerű a tetőtérben nagy hőtároló tömeggel rendelkező külső határoló szerkezetet (pl. vasbeton koporsófödém), illetve kéthéjú, átszellőztetett tetőszerkezetet kialakítani.

A fa szerkezeti elemek (pl. szarufa, szelemen) a magastetőkben jelentős hőhidakat alkotnak, ami mintegy 25-35%-kal rontja a teljes szerkezet U-értékét [HS2].

Lapostető

Lapostetőink a hő- és vízszigetelés egymáshoz képesti elhelyezkedésétől függően készülhetnek egyenes ill. fordított rétegrendben. A fordított rétegrend esetében a vízszigetelés a hőszigetelés alatt helyezkedik el. A kialakítás előnye, hogy a vízszigetelés hőtől és mechanikai hatásoktól védetten helyezkedik el, azonban hőszigetelésként csak extrudált polisztirol termékek alkalmazhatóak és leterheléssel rögzíthetőek.

A lapostetők készülhetnek egyhéjú ill. kéthéjú, átszellőzetett kivitelben. Az átszellőztetés előnye – hasonlóan a homlokzatburkolatokhoz – ,hogy a tetőszerkezet nyári hőterhelését csökkenti.

Zöldtető: enyhíti a városi klíma hatásait, megköti a port és egyéb szennyeződéseket, nedvességet tárol és a nedvesség párologtatásának következtében lehűti a szerkezetet. A vízmegtartó képessége révén lelassítja a csapadékvíz elfolyását és ezzel csökkenti a közművek terhelését özönvízszerű esőzések során. A növényzet telepítése a tetőszerkezet hőcsillapításának szempontjából egyértelműen előnyös.

Védi a vízszigetelést a napsugárzás káros hatásaitól (UV ill. hőtágulás) ill. csökkenti a fagyhatásokat. Hátrány: a gyökérvédelem megoldandó ill. a vízszigetelés utólagos ellenőrzése nem lehetséges, a javítás költségesebb, bonyolultabb, magasabb beruházási költségek!

Padlásfödém

A padlásfödémek hőszigetelése a legegyszerűbb feladat, mivel a hőszigetelés védelme (vízhatlan tetőfedés esetén) nem szükséges, párazáró fólia beépítése is csak ritkán indokolt. Így a beépítetlen tetőterek esetében, a legfelső fűtött szint hőszigetelése készülhet egyenesen a padlásfödémre fektetve. Azonban ügyelni kell, hogy a hőszigetelés hézagmentesen készüljön, megfelelő csatlakozással a külső falakhoz.

Meglévő épületek utólagos tető- ill. padlástér hőszigetelésének hatása a fűtési energiafogyasztás csökkentésére, a lakásegységre számított költségek és megtakarítások alapján

Talajon fekvő padló

A talajon fekvő padlók különleges szerkezetek: ezen padlók hővesztesége leginkább a külső körvonaluk mentén jelentős, mivel „külső” felületükön a nagy hőtehetetlenségű talajjal határosak. Tehát e szerkezetek hőszigetelésekor elsősorban a lábazati zóna kialakítására, annak megfelelő hőszigetelésére kell koncentrálni. A jelentős csapadékhatás (csapóeső) miatt ezeken a területeken csak zárt cellás (ill. formahabosított) hőszigetelő anyagok használhatóak.

A lábazatnál kialakuló hőveszteség különösen a kisebb, tagolt körrajzú alacsony épületek esetében jelenthet komoly tételt. Az utólagos hőszigetelés kivitelezhetősége elsősorban technológia, szerkezeti feltételeken múlik.

Pincefödém

Sokszor az indokoltnál kevesebb figyelemben részesülnek az alsó zárófödémek, noha kisebb szintszám esetén veszteségeik az összes hőveszteség jelentős hányadát tehetik ki és az alacsony padlófelületi hőmérséklet hőérzeti hatása is igen kedvezőtlen.

A pincefödémek padlószerkezeten belüli hőszigetelése, bár hőérzeti szempontból megfelelő megoldás, de hatékony fűtési energia megtakarításra nem igazán alkalmas. Ezért az alsó oldali hőszigetelés (vagy a két hőszigetelési módszer együttes alkalmazása) javasolható. A hőszigetelés készülhet ragasztással és/vagy mechanikai rögzítéssel vakolva ill. függesztett álmennyezet felett.

Meglévő épületek utólagos padló- ill. pincefödém hőszigetelésének hatása a fűtési energiafogyasztás csökkentésére, a lakásegységre számított költségek és megtakarítások alapján

Hőhidak

Az általános felületek hőszigetelő képességét jelentősen lerontják a geometriai kialakításból (pl. T csatlakozás, sarok stb.) ill. az eltérő hővezető képességű anyagok együttes alkalmazásából (pl. vasbeton pillér a tégla falazatban) ill. ezek kombinációiból adódó hőhidak.

Gyakori hőhidak

Thermovíziós felvételek (látható hőhidak)

Összefoglalásként, a meglévő épületek teljes körű felújítására vonatkozó  táblázat mellett felvillantunk az új energetikai szabályozáson (7/2003 TNM) túlmutató építészeti lehetőségeket.

Meglévő épületek utólagos hőszigetelésének hatása a fűtési energiafogyasztás csökkentésére, a lakásegységre számított költségek és megtakarítások alapján (Jelentős mértékű felújítás: u eredő = 0,5 W/m²K elérése, közepes mértékű felújítás: u eredő = 0,8 W/m²K elérése)

Új épületek esetén javasolt lényegesebb intézkedések a fűtési energiafogyasztás csökkentésére, családi házra becsült költségek és megtakarítások alapján

Légzárás

Az épületek megfelelő hőszigetelésének alapfeltétele a szerkezetek légtömörsége, légzárósága, hiszen a filtráció okozta hőveszteség jelentős lehet!

A külső és a belső tér közötti nyomáskülönbségek alapján már kis tömítetlenség esetén is jelentős hőveszteségek keletkeznek: a hézagokon keresztül beszivárog a külső levegő az épületbe és a belső tér meleg levegője a szabadba távozik.

Általában a nyílászárók hézagai jelentik az épületek légáteresztő réseinek túlnyomó többségét (beépítési és működési hibák). A spontán filtrációs légforgalom-csökkentésének fontos eszköze lehet ezek utólagos tömítése. A beépítési hézagok tömítése viszonylag megbízhatóan oldható meg, például helyszínen habosodó poliuretán habbal. Nehezebb a működési hézagok utólagos tömítése: a felragasztott tömítő profilok tapadásukat egy idő után elveszítik, ezért tartósabb megoldást jelent, ha a szárnyszerkezetbe vésett furatba helyezünk el a rugalmas tömítő profilokat.

Az új - jelentős légzárással rendelkező - nyílászáró szerkezetek elhelyezésekor kiemelt figyelmet kell fordítani a tokszerkezet és fal csatlakozására, párazáró tömítés vagy fólia elhelyezése szükséges. A belső térből kifelé áramló levegővel érkező pára ugyanis jelentősen leronthatja a hézag ill. az ablakbélés hőszigetelését.

A nehéz (falazott) szerkezetű épületekben a masszív falon a belső vakolás szolgálja a belső oldali légzárást, míg a könnyűszerkezetes épületek falainál lég- és párazáró fóliák elhelyezése szükséges.

A homlokzatok légáteresztése önmagában véve nem kívánatos jelenség, ugyanis a szélnyomás és a felhajtóerő következtében kialakuló ellenőrizhetetlen, spontán légcsere adott esetben a szükségesnél nagyobb mértékű és ezért felesleges szellőzési hőveszteségekhez vezet.
Az utólagos külső hőszigeteléssel az illesztési hézagokat betakarva ez a kedvezőtlen hatás megszűnik.

Fűtéskorszerűsítés

A már meglévő, elavult fűtési rendszerek korszerűsítésével is jelentős energia megtakarítás érhető el.

Sajnos a fűtési rendszerek állapotáról és hatékonyságáról nem rendelkezünk statisztikai adatokkal, így a korszerűsítéssel megvalósítható energia megtakarítás még közelítőleg sem becsülhető.

A régen épült távfűtéses lakásaink esetében jellemzően a fűtés nem is szabályozható egyedileg, a lakók ki vannak szolgáltatva és nem érdekeltek az energia megtakarításban. Sok esetben már a fűtési hőmennyiség mérés megteremtése is energia megtakarítására, a felhasznált energia csökkentésére ösztönöz. Egy német passzív házban a költségosztókat kísérletképpen leszerelték, ami miatt 30%-kal megnőtt a ház fogyasztása [HS9].

Szellőzés

A jól hőszigetelt és légtömör épületek legjelentősebb hővesztesége a szellőztetésen keresztül történik és ezt megszűntetni sem lehet, hiszen a folyamatos légcsere élettani, komfort vagy biztonsági szempontból mindenképpen szükséges. A további energiamegtakarítás érdekében alkalmazhatunk ún. hővisszanyerős szellőző rendszert, mely az elszívott használt levegő hőjével előmelegíti a beérkező friss levegőt.

Az utólagos hővisszanyerő elhelyezése rendkívül bonyolult, a légcsatornák ki- és bevezetése ill. a berendezés helyigénye miatt.

Utólagos hővisszanyerő szellőzés elhelyezése egy paneles épületben (Dunaújváros, SOLANOVA)

Passzív energiahasznosítás

A veszteségek csökkentése mellett jelentős energia megtakarításhoz vezethetnek a Nap sugárzó hőjét hasznosító rendszerek. A passzív épülettervezési módszerek gépészeti berendezések nélkül, az épület és az épületszerkezetek formálásával képesek a fűtési energia csökkentésére, a szoláris energia hasznosítására ill. a hűtésre. Magyarországon a jelenlegi klimatikus viszonyok között a téli hagyományos fűtés mellett, ősszel és tavasszal a passzív fűtés, nyáron pedig elsődlegesen a hőtárolás és az éjszakai szellőztetés alkalmazható.

Már az épületek tervezésekor nagymértékben eldől a jövőbeni energiafelhasználás mértéke. Az energetikai szempontokat már a tervezés elején figyelembe kell vennie a az építésznek, hogy a szükséges szerkezetek az épületbe integrálhatóak legyenek. Az épülettervezés során arra törekedhetünk, hogy az épület hőveszteségei minél kisebbek, a potenciális hőnyerő felületei pedig minél nagyobbak legyenek.

A téli hőveszteségek csökkentésére a kompaktabb, egyszerűbb épületforma alkalmas, azonban ezen forma kisebb felületen képes a szoláris hőnyereség befogadására. Olgyay szerint mérsékelt éghajlati viszonyok között a déli tájolású 1:1,6 arányú épület az energetikailag a legkedvezőbb [MP9]. Ez az arány nagy mértékben hasonlít a háromosztatú magyar parasztház arányaihoz.

Az épület tömegének alakítása mellett jelentős szerepe van a helyiségek épületen belüli elhelyezkedésének is: a gyakran használt tereket lehetőség szerint délre (nappali) ill. keletre (hálószoba) vagy nyugatra (konyha) nézzenek. A kevésbé használt, illetve alacsonyabb hőigényű terek (pl. kamra, gardrób) pedig puffer zónaként szolgálhatnak az északi oldalon.

Megfelelő épülettömeg és tájolás kialakításával akár 30-40%-os energia megtakarítás érhető el [HS1].

A hőveszteségek tovább csökkenthetők a lehűlő felületek csökkentésével. Egy szabadon álló családi házhoz képest lényegesen kevesebb lehűlő felülete van egy zártsorú, sorházas ill. egy társasházi beépítésnek (felület - térfogat arány) és ez az energiafogyasztásban is megmutatkozik.

A beépítési sűrűség tekintetében az alacsony sűrűség javasolható, hogy - megfelelő utcai tájolás esetén - a napenergia hasznosítása lehetővé váljon az összes lakás számára

A szoláris hőnyereség hasznosításának feltétele a beérkező napsugárzás begyűjtése, hővé alakítása, és tárolása az árnyékos időszakokra. Télikerteknek, naptereknek nevezzük azokat a helyiségeket, melyek üvegezett felülettel rendelkeznek, a fűtött lakótérhez kapcsolódnak de mesterségesen nem fűtöttek. A beérkező napsugárzás hővé alakul és a naptér falában és a padlószerkezetében tárolható. A nyári túlmelegedés ellen feltétlenül árnyékolással és szellőztetéssel is védekezni kell. Télen a fűtési költségek mintegy 10-15%-a megtakarítható [HS1].