1

MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK AZ ÉPÍTÉSZETBEN

Csoknyai Tamás PhDBME Épületenergetikai és Épületgépészeti

Tanszékcsoknyaitamas@yahoo.com

2

Alacsony energiafelhasználású ház

Mai átlag (180-280 kWh/m2,év)Német szabvány 1982 (150 kWh/m2,év)Német szabvány 1995 (100 kWh/m2,év)EN EV 2002 (60 kWh/m2,év)Alacsony energiafelhasználású ház (50 kWh/m2

,év)Ultra-alacsony energiafelhasználású ház(30 kWh/m2 ,év)Passzív ház (15 kWh/m2 ,év)Nulla fütési energiafelhasználású ház (0 kWh/m2 ,év)Autonóm ház (0 kWh/m2 ,év)

3

KLÍMATUDATOS ÉPÍTÉSZET

4

A klímatudatos építészet fogalma

Fosszilis és környezetkárosítú energiaforrások használatának csökkentése

Energiaigény minimalizálásaMegújuló energiaforrások alkalmazása

Hőnyereségek növeléseHulladéktermelés minimalizálása (szennyvíz, háztartási, építési hulladék)Hulladékok újrahasznosításaTermészetes fény maximalizálásaKözvetlen kontaktus a környezettel

5

Energiaveszteségek csökkentése

HőszigetelésHővédő üvegezésekSzellőzési veszteségek csökkentése

Légzáró ablakokHővisszanyerős szellőzés

Kompakt forma (ΣA/V minimalizálása)Északi oldalon kis ablakokJó hatásfokú, szabályozható hőszolgáltató rendszerek

6

Szoláris nyereségek maximalizálása

Nagy déli tájolásó üvegezett felületek Speciális üvegezések

Nyáron: Árnyékolás

7

Megújuló energiaforrások hasznosítása

SzélenergiaHulladék energiaFotovoltaikusrendszerek, napkollektorokFöldenergiaÓceán energiája (hullámenergia, apály-dagály erőmüvek)Vízenergia

8

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.Hibrid ház: jellegében passzív, de mechanikai rásegítés

9

Passzív házak Extrém alacsony fütési hőfelhasználás ultrahatékony épületkomponensekkel

Forrás: Dr.-Ing. Rainer PflugerPassive House InstituteDarmstadt, Germany

10

11

Épületek összenergiafelhasználása

Vill. áram, háztartásVillamos áram, szell.HMVFütés

12

90% energy conservation

for space heating

fütéshasználati meleg vízelektromos áram

90 %-os fütési

energia-

megtakarítás

13

Hőszigetelés

14

Hőszigetelés minden szerkezettípusra

15

Nyílászárók, építészeti részletek

U-érték: 0,4-0,9 W/m2KLégtömörségHőhídmentesség

16

Fütési rendszer

Radiátoros rendszer:

Hagyományos radiátoros rendszer

Passzív ház

Kis teljesítményü légfütés

17

Ulm: Energon Irodaház - Stefan Oehler

Passzív épületek – irodaházak, iskolák, ...

Waldshut:

iskolaépületHarter + Kanzler

Weiß/Stahl

Steyr: Ipari épület

Hagen:

diákotthon

Ralph Wortmann

18

200 kWhm²a

26kWh/m²a

85%csökkenés

hatékonyságnöveléssel

• födémszigetelés• homlokzati falak szig.• passzív ház ablakok• hővisszanyerő• kondenzációs kazán

előtte utána

19

Költséghatékonyság

0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Fajlagos fütési hőigény [kWh/(m²év)]

Köl

tség

ek [€

/m²]

ÖsszköltségEnergia költségÉpítési költségek

Alacsony en.felh. ház

Köl

tség

csök

k. h

agyo

m. f

ütés

elha

gyás

ával

Passzívházlégfütés

20

Exponenciális növekedés Németországban

Első passzív ház lakópark

Első passzív ház, Darmstadt

Kranichstein

Passzív ház

lakópark

Ulm 2000

Németországban épített passzív lakások száma

21

38 % megtakarítás

Háztartási villamos energiafelhasználás

22

IEA-ref: +50%

IEA: A világ energiafelhasználás várható alakulása

gazd. növekedés

világ primer energia

megújulók

23

+ hatékonyság+ megújulók

Megújulók növelése

IEA: A világ energiafelhasználása

gazd. növekedés

világ primer energia

megújulók

24

Passzív szoláris térfűtés

25

Energiagyűjtő falak

Tömegfal:

Trombe-fal:

Transzparens hőszigetelésű fal:

26

Tömegfal télen

Nappal: Éjjel:

27

Tömegfal nyáron

Nappal: Éjjel:

28

Vízfal

29

Fázisváltó fal

30

Trombe-fal télen

Nappal: Éjjel:

31

Trombe-fal nyáron

Nappal: Éjjel:

32

Transzparens hőszigetelés 1

33

Télen nappal: Nyáron nappal:

Transzparens hőszigetelés 2

34

Napterek működése

Éjjel

Frisslevegő előmelegítés éjjel

Frisslevegő előmelegítés 20 C naptérhőm. felett

35

Naptér példákBeüvegezett lodzsa

Télikert

Átrium

36

AKTÍV SZOLÁRIS RENDSZEREK

37

NAPKOLLEKTOROK

38

Napkollektoros rendszer fő elemei

kollektor, szolár tároló

hőleadók,

szekunder rendszer, kiegészítő futés(kazán)

39

Síkkollektorok

Transzparens síklemezCsőhálózat,melyben a hőhordozó közeg kering (általában réz), Abszorber (általában alumínium), Keretszerkezet, Hőszigetelés.

40

Síkkollektor példák

41

Síkkollektorok, hengeres tükörfelülettel

42

Parabolikus Kollektorok

43

Vákuum kollektorok

A vákuumkollektor cső a csőben elv alapján épül fel. A külső csőben vákuum van, a belsőben áramlik a hőhordozó közeg.

44

Aktív térfutés 1

Derült ég; a kollektorral realizált hőnyereség meghaladja az igényeket: aktív szoláris térfutés + tároló futés.

45

Aktív térfutés 2

Éjszaka vagy borult idő: futés a tárolóból

46

Aktív térfutés 3

Éjszaka vagy borult idő, a tároló már kimerült: tároló felfutése a kiegészítő kazánnal

47

Szoláris térfutés és melegvíz-előállítás kombinációja

48

A szükséges kollektorrendszerbecslése

Szoláris térfutéshez: kollektormező felülete = 0,3*alapterület, tárolótérfogat m3-ben =

= 0,1*kollektorfelület (m2). Használati melegvízellátáshoz: 4 m2 kollektor, 300 l tárolótérfogat egy 4 fős háztartáshoz.

49

FOTOVOLTAIKUS RENDSZEREK

50

Fotovoltaikus cellákPV-cella: Fényből elektromos áramot hoz létrePV-cellák működési mechanizmusa és csoportosítsa a

http://www.egt.bme.hu/ecobuild/pv.htmPV cells

alatt olvasható angol nyelven.

51

Önálló PV-rendszer 1

52

Önálló PV-rendszer 2

Villamos hálózattól távol eső esetekben alkalmazandóA tárolás akkumulátorral történikInverter segítségével az egyenáram váltóárammá alakítható

53

Hálózatra kapcsolt PV-rendszer

Az energiatárolás problémája nem jelentkezikA hálózatba táplált áramot kötelező felvásárolniA bevitt és a kivett áramot külön mérő regisztrája

54

Hibrid PV-rendszer 1

55

Hibrid PV-rendszer 2

Két áramforrást kombinál (Diesel-motor és PV-cella)Egyenletesebb, megbízhatóbb üzemCsúcsigények jobb kielégítése

56

PV rendszerek az épületen

PV cellák lehetnek: Az épületburkolófelületére illesztett, de a szerkezettől független rendszerek, Épületbe intergrált rendszerek, pl. napellenző, árnyékoló elemek, Épületbe integrált szemi-transzparens elemek, melyek diffúz természetes fényt tudnak biztosítani,Épületbe integrált burkolóelemek, pl, tetőcserepek közé, vagy homlokzatra, Épületbe intergrált, hőtechnikai rendszerrel kombinált megoldások, például cirkulált levegőelőmelegítés a PV-cella és az épület burkolófelülete között

57

Követelmények épületeken alkalmazott PV-rendszerekre

Párahatásoknak való ellenállásCsapóesőnek való ellenállásKondenzációnak való ellenállásElekromos csatlakozások időjárás-állóak legyenek,A PV-rendszereket földelni kell.

58

Épület példák 1PV cellamező homlokzaton -Berlin

59

Épület példák 2

60

Épület példák 3PV panelok szemi-transzparens elemként a Freiburg-i „Solarzentrum”-ban

61

Épület példák 4

PV panelok árnyékoló elemként egy németországi családi házon

PV panelok árnyékoló elemként a télikert üvegtetején

62

Épület példák 5

PV panelok árnyékoló elemként

PV panelok árnyékoló elemként

63

Épület példák 6

Átriumos épület sémája: szemitranszparens PV panelek az átriumfelett

64

Épület példák 7

65

Épület példák 8

66

Passzív ház példák

Mile House in Bucsa, Hungary

67

Spinney Garden, London

68

69

70

Koppányi Ház, Budapest

71

Példák transzparens hőszigetelésekre, tömeg- és trombe-falakra

72

Passzív hütés példák

73

74

Aktív és hibrid ház példák

75

OM Szolár ház, Japán

76

Heliotrop épület, Freiburg

77

78

Nulla fütési energiafelhasználású ház, Berlin

79

Autonóm ház, Freiburg

80

Modern vályogépítészet

81

A Feldkirch körzeti kórház felújítása,

Austria

82

Köszönöm megtisztelő figyelmüket!