| |
Zala Megyei Vállalkozásfejlesztési Alapítvány
|
| A vállalkozások tanácsadója
|
| Zala Megyei Vállalkozásfejlesztési Alapítvány
8900 Zalaegerszeg, Köztársaság u. 17; Telefon/Fax: 92/316033; email: infozmva@zmva.hu |
|
|
A passzív napenergia hasznosítás
Minden épület hasznosítja a ráeső napsugarak energiáját, az egyik jobban, a másik kevésbé jól. Az építészet története során voltak korok, amikor előtérbe került a környezetbe illesztése az épületeknek, és voltak korok amikor ez a szemlélet teljesen háttérbe szorult. Fontos azt is látni, hogy a napenergia passzív hasznosításánál lényeges kérdés, hogy milyen éghajlatú területen vagyunk. Mást jelent a napenergia passzív hasznosítás egy az egyenlítőhöz közeli, félsivatagos területen, és mást a Skandináv országokban, ahol még a nyári időszakban is gyakori a fűtési igény, és mást jelent nálunk a mérsékelt éghajlati övben, ahol télen kevés a napenergia, nyáron pedig sok. Az elmúlt évtizedekre Magyarországon inkább az volt a jellemző, hogy sem a családi házak, sem az intézmények építésénél nem vették figyelembe a napenergia passzív hasznosításának lehetőségeit. Ennek két következménye lett: egyes épületeknél a rossz tájolás és a rosszul méretezett ablakfelületek következtében alacsony a napenergiából befogható energiamennyiség, így még a napban gazdag tavaszi és őszi időszakban is magas fűtési költséggel üzemelnek, másrészt vannak épületek, ahol a nyári időszakban túlmelegedés tapasztalható, amely hátrányosan érinti a bent tartózkodók komfort érzetét.A passzív napenergia hasznosítás feladata. Fenti problémákon jól érzékelhető a passzív napenergia hasznosítás feladata: úgy hasznosítani a napenergiát, hogy az épület az éghajlat adta keretek között optimálisan hasznosítsa a napból érkező energiát, viszont amikor nyáron sok a napsütés sem melegedjen túl.A passzív napenergia hasznosítás feltételei.
A passzív napenergia felhasználáshoz a következő feltételeknek kell teljesülni:
- sütnie kell a Napnak,
- a napsütésnek el kell érnie a szerkezetet,
- a szerkezetnek alkalmasnak kell lennie a sugárzás hasznosítására, a
- hasznosítónak alkalmasnak kell lennie a hő tárolására, és a fűtendő térbe való közvetítésére.
Gyakran ezek az alapvető feltételek nem adottak, ezért nem lehet az épületet passzív napenergia hasznosításra tervezni. Gondoljunk például azokra a rendezési tervekre, ahol a beépítési távolságok úgy vannak meghatározva, hogy az épületek a nap jelentős részében nem kapnak napfényt. Ebből is látszik, hogy a passzív napenergia hasznosítás tervezése a településtervezéssel kezdődik.
A passzív napenergia hasznosítás szempontjából a tervezés során következőket fontos figyelembe venni, települési szinten:
- az épületek megfelelő tájolhatósága érdekében az utak optimális nyomvonalvezetése,
- a beépítési távolságok meghatározásánál a benapozás figyelembe vétele,
- megfelelő árnyékoló növényzet telepítése, amely nyári időszakban védi az épületeket az erős napsugárzástól,
építményi szinten:
- az épület kedvező tájolása,
- a tájolásnak és a hőveszteség minimalizálásnak megfelelő alaprajz és tömegforma tervezése,
- az üvegezett felületek nagyságának optimális méretezése,
- az épületszerkezetek anyagának kiválasztásánál a passzív hasznosítás figyelembe vétele (pl. a falak jó hőtároló anyagból készüljenek).
A passzív napenergia hasznosítás lehetőségei
A „passzív napenergia-hasznosítás” fogalma egy ősrégi eljárást jelent: a napsugárzás felmelegíti a lakótereket. Amióta egyáltalán házak léteznek, azóta van szerepe a Napnak azok hőszükséglete részbeni fedezésében. A széles körű gondolkodás és a fenyegető energiaínség, valamint a légszennyezés, amelyet új kutatások és tapasztalatok igazolnak, hozzájárul a napenergia hasznosításának a reneszánszához.
A Földre érkező hatásos napsugárzás két összetevőből áll:
- a közvetlen sugárzásból,
- a diffúz légköri sugárzásból, amely a Föld légkörének a szóró hatása miatt jön létre.
A két összetevő összege alkotja a globális (teljes) sugárzást.
Épületek esetén a passzív napenergia hasznosítás elsődleges feladata a temperálási célú napenergia biztosítása az energiahiányos időszakban. Mivel a mérsékelt égövben a téli időszakot az igen alacsony napenergia mennyiség jellemzi, ezért a passzív napenergia hasznosításnak a tavaszi és őszi átmeneti időszakban van nagy jelentősége. Fentiek miatt az épületek fűtőberendezésének méretezésénél a passzív rendszer hőtermelését figyelmen kívül kell hagyni. Ez azt jelenti, hogy a beruházásnál nem, viszont az üzemelésnél jelentősköltség takarítható meg.
Közvetlen hasznosítású épületek
A közvetlen napenergia felhasználásának legegyszerűbb módja, ha a ház déli oldalán a benapozás szempontjából optimális méretű hőszigetelő ablakokat helyezünk el, az épület alaprajzát kevés kiszögelléssel tervezzük, és a lakótereket elsősorban a déli oldalra rendezzük. Fenti megoldást új ház építésekor bárki alkalmazhatja többlet költség nélkül. A közvetlen hasznosítású épületek klasszikus képviselője az un. Wright ház. Az épület Új-Mexikóban áll, ahol jóformán egész évben süt a nap, hidegek az éjszakák. Tehát a feladat az volt, hogy a nappali energia többletet átmentsék az éjszakai órákra. A tároló nagyságát úgy kellett meghatározni, hogy az kompenzálja az éjszakai hőveszteséget. Wright ezt úgy oldotta meg, hogy az épület központi terének déli oldalát 36 m2 nagyságú, kétrétegű üvegfelületből tervezte. Ez a nagyság megfelelt a helyiség alapterületének. Az elnyelő a padlószerkezet, amelyet 60 cm vastag kerámiából készített, alatta hőszigetelő réteggel. Az épület hőtároló képességét nehéz falszerkezetekkel, és a napsütést is részben hasznosító víztöltetű tárolófallal növelte. A hőveszteséget a napsütés nélküli időszakban az üvegfelület előtt lebocsátható hőszigetelő táblákkal csökkentette, amely alkalmas volt a nyári árnyékolásra is.
Üveg előterek
A ház déli bejáratánál lévő fűtetlen üveg előterek, mint például az üvegezett terasz, veranda, szélfogó vagy üvegház, jelentősen hozzájárulnak a ház fűtéséhez. A hőmegtakarítás három ténnyel magyarázható: a bejáratnál lévő plusz réteg szigetel, a nap felmelegíti az üveg előteret, és ez tovább csökkenti az üveg mögötti homlokzat hőveszteségét, az üveg előtér levegőjét a ház levegőjének temperálására is hasznosíthatjuk. Ennek kialakítása történhet az épületeknél utólag, vagy új épületeknél az épülettel egységben tervezve. Az üveg előterek hátránya, hogy lakótérként nem használhatók folyamatosan, ezért érdemes ezeket a tereket "zöld" terekként hasznosítani, azaz egyrészt itt helyezhetők el télen a fagyérzékeny növények, másrészt kultúrnövényeket ültetve hozzájárulhat a család élelmiszer ellátásához.
Tömegfalas épületek
Ez a megoldás tudatos fejlesztési munka eredménye, amely Trombe nevéhez fűződik. A tömegfal elválasztja a lakott teret a külső tértől, és hőtárolóként felvéve a napsugárzás energiáját közvetíti a hőt fűtött tér felé. A tömegfal védelmet jelent a lakótérnek a hőszigetelésében, viszont a helyiség használata (külső térrel való kapcsolat, természetes világítás) szempontjából előnytelen. Ma már ilyen épületet nem építenek, de az elv tovább él a transzparens külső hőszigetelés, vagy az üveggel burkolt homlokzat formájában.
Vegyes passzív energiahasznosító rendszerek
Az alkalmazott módszerek hátrányainak kiküszöbölésére a későbbiekben fenti megoldásokat vegyesen alkalmazták. Ennek érdekes példája az ábrán látható kanadai lakóház. Ennél az épületnél az emeleten nagy üvegfelületet, a földszinti részen üvegház hasznosítót, míg az épület egyik oldalán kétszintes tömegfalat alkalmaztak. A tömegfal különlegessége, hogy közte és az üvegfal között járható tér van a tisztítás megkönnyítésére. A passzív napenergia hasznosítás körébe eleinte azokat a rendszereket soroltuk, amelyek működtető szerkezetek és hőhordozó alkalmazása nélkül üzemeltek Jelenleg már léteznek olyan hibrid passzív rendszerek, amelyekben működtető szerkezet és - általában levegő - hőhordozó is van. Ennek egyik hazai példája a pécsi kísérleti napház.
|
A passzív hasznosítás módjai, előnyei, hátrányai, és alkalmazhatósága: |
|||
|
A hasznosítás módja |
Előnyei |
Hátrányai |
Alkalmazhatóság |
|
Közvetlen hasznosítás |
Költségkimélő, de nagy hőveszteséggel jár. |
Csak 1-2 napi veszte-ség pótlására alkal-mas. Nagy tárolótömeget igényel. Hőveszteségek nagyok lehetnek. |
Alaprendszerként bárhol alkalmazható. Főként az átmeneti időszakokban fedezi a veszteségeket. |
|
Télikert |
Kiegészítő vonzó lakóteret biztosít. Pufferként működik. |
Csak korlátozott mértékben használható. |
Kiegészítő helyiséget jelent, további energiaigény nélkül. |
|
Légkollektor |
Tiszta koncepciójú rendszer, nagy tárolható hőmennyiséggel. |
Többnyire hibrid rendszereket igényel. |
A közvetlen hasznosítás kiegészítésére, a rossz időjárás miatti veszteségek áthidalására alkalmazható. |
|
Ablakkollektor |
A hőnyereség aránya a mindenkori igényhez igazítható – hatékony. |
Mindig hibrid rendszert igényel. Az ablakok egyidejűleg kollektorok is. |
Jól kombinálható a légkollektorral, déli tájolást igényel. |
|
Hőtároló fal (Trombe-fal) |
Egyszerű rendszer, amely felveszi a hőt, tárolja, és időben késleltetve leadja. |
Nagy hőveszteségek kifelé – éjszakai hőszegetelést igényel. Korlátozza a természetes fény útját. |
A közvetlen hőnyereség késleltetett kiegészítésére, lehetőleg rendszeres napsütéssel és nagy hőmérsékleti középértékkel jellemezhető területeken. |
|
Átlátszó hőszigetelés |
Szigeteli és felveszi a hőenergiát. |
Az ablakot és egyéb hőnyerő rendszereket kombinálja. Megvalósítása nem egyszerű. |
Olyan épületek felépítésénél, amelyeknek ablaktalan déli fala van. |