• energia
• üvegház

Ház- és épülettechnika és az energiatakarékosság üvegházhatásra gyakorolt hatása

Hazánkban az olajkrízist követő években 1991-ben született meg a sokak által szigorúnak mondott szabvány. Európában (Németországban) – hason­lóan a magyarországihoz – a Háztechnika 2000 szabványt az energiatakarékosság jegyében, környezetpolitikai kihívásként hozták létre. Ez a rendelkezés átfogóan szabályozza azokat a környezetvédelmi feltételeket, amelyeknek az új építményeknek meg kell felelniük. A megjelölt célok gyakorlati megvalósítását az új, 1995-ben Európában hatályba lépett energiatakarékossági törvény segíti.

A cél az, hogy a globális felmelegedést előidéző gázok és egyéb égéstermékek kibocsátása a lehető legkisebb értékre szoruljon vissza.

Az életet fenyegető veszély

A földi életet fenyegető legnagyobb veszély – mint köztudott – az üveg­házhatás felerősödése. Az üvegházhatás természetes és hasznos jelenség: lénye­ge az, hogy a légkörben lévő vízpára, por, szén-dioxid stb. afféle hővisszaverő rétegként megakadályozza a Föld fel­színén elnyelődött hőnek a világűrbe való visszasugárzását. Ha az üvegház­hatás nem létezne, akkor pl. a ma 15 °C átlagos hőmérsékletű földfelszín mínusz 18 °C-ra hűlne le. Tehát a természetes üvegházhatás tartja egyensúlyban a hő-háztartást a felszínen: ezért nagyjából állandó kiterjedésűek és vastagságúak a sarki és a szárazföldi jégtakarók, állan­dó a világtengerek, óceánok vízszintje, és egyazon helyen, minden évben csak­nem azonos az évi középhőmérséklet.

Ha viszont a természetesnél sokkalta több szennyező anyag kerül a légrétegekbe, akkor felerősödik az üvegházha­tás, emelkedik a Föld felszínének évi átlagos hőmérséklete, ennek követ­keztében olvadni kezd a jégtakaró, megemelkedik az óceánok, a tengerek vízszintje, és zavarok lépnek fel a nagy földi környezeti rendszerekben, közöttük olyanokban is, amelyek az emberi lét környezeti feltételeit veszélyeztetik.

Erre az ökológiai katasztrófára a szak­emberek már közel fél évszázada fel­hívták a figyelmet. Mára eljutottunk oda, hogy ismerjük: milyen technikai megoldásokkal, gazdaságpolitikával, szemléletbeli és életviteli változásokkal mérsékelhető a katasztrófa veszélye. E lehetséges megelőzési módszerek közül a „Háztechnika 2000 az építés­technikában” a megvalósítható fontosabb lépéseket írja elő.

Az üvegházhatás

Az üvegházhatás létrejöttében, illető­leg a globális felmelegedésben a szén­dioxid 50, a metán 19, a klórfluorozott szénhidrogének 17 százalékban vétkesek. Ezeket a földfelszínen nagyságrendben elsősorban a közlekedés hatására képződő ózon követi. Ezen gázok emissziójának csökkentése tehát elsőrendű környe­zetpolitikai feladat. Először a riói konferencián (1992) határoztak arról, hogy az üvegházhatású gázok emisszióját az 1987. évi értékekhez képest 2005-re 25-30 százalékkal csökkentik. Ezt az 1995. évi berlini konferencián úgy módosították, hogy – bázisévnek 1990-et tekintve – 2005-ig 25 száza­lékkal csökkentik a C0₂-kibocsátást. Meghatározták azokat a területeket, amelyeken konkrét technológiai be­avatkozásokat kell foganatosítani a C0₂ emissziójának csökkentése céljából.

Ezek a területek a következők:

• energiatermelés,
• közlekedés,
• építészet,
• új termelési technológiák,
• mező- és erdőgazdaság.

A hatóságok időarányosan teljesítették a riói konferencián vállalt C0₂-csökkentést, a berlini konferencián azonban a részt vevő országokkal együtt további, a korábbi­nál nagyobb mértékű csökkentést vállaltak. Ismételten számba véve a saját lehetőségei­ket elsősorban az energiagazdálkodás terén, ezen belül az építményekben látnak nagy lehetőségeket, és pedig nem csupán az energiatakarékosság különféle módoza­taiban, hanem a megújuló energiafajták nagyobb arányú hasznosításában is. Ma azonban ezen megújuló energiafajták aránya, a nagy C0₂-emissziót okozó fosszilis energiahordozókkal szemben világ­átlagban csak 10 százalék, jóllehet nagy tartalékok vannak belőlük (1.1 ábra).

1.1 ábra. Az üvegházhatás jelentősége Földünkre, életünkre nézve 1 FÖLD; 2 NAP; 3 sugárzás; a) üvegházhatás nélkül a földfelszín átlagosan mínusz 18 °C lenne; b)az üvegházhatás biztosítja a földfelszín átlagos +15 °C hőmérsékletét.

Cél az energiatakarékosság

A magyarországi „hőtechnikai mére­tezés” szabvánnyal közel egyidejűleg jelent meg a német szövetségi törvény, amelynek célja a C0₂-emisszió csök­kentése volt. 1995 januárjában pedig hatályba lépett az új hőtakarékossági törvény (Warmenschutzverordnung = WSVO), amely a C0₂-emisszió további csökkentését teszi lehetővé.

A WSVO az épületekre – geometriai jellegük miatt – meghatározza az éves hőszükségletet, amelynek értékét a külső felület és a belső térfogat függvényében az A/V hányadossal fejezi ki. Az ener­giaszükséglet egyazon modellépület esetében az 1994-ben hatályba lépett WSVO szerint 17 606, az 1995-ös szerint 12 292, a készülődő 1999-es előírásaiban már csak 8 064 kWh/év. Az érvényes törvények szerint a négy­zetméterenkénti 30-70 kWh/év a ko­rábbihoz képest 25-30 százalékos megtakarítást jelent. A változás fő tényezői a napenergia hasznosításának növelése, az épület hőveszteségének, valamint a légcsere (szellőzés) során fellépő hő-veszteségek csökkentése (1.2—1.3 ábra).

A családi házanként átlagosan javallott 5 kW-os fűtőberendezés teljesítményé­nek mintegy 50 százaléka a szellőzési hőveszteség! Ezt az új WSVO (kivált­képpen az 1999-es) 18 százalékra kívánja mérsékelni. Ehhez nagy előrelépés szükséges a fűtés- és szellőzéstechnikai berendezések fejlesztésében. Nemcsak a különféle — gáz, olaj, elektromos és sugárzó — energiával működő fűtőbe­rendezésekből kell megfelelő választékot kínálni a fogyasztóknak, hanem pl. az energiahasznosítást javító, a hőveszteséget csökkentő mini hőszivattyúkból, a vízmelegítés, a fűtés hatásfokát javító új eszközökből, berendezésekből is.

A törvény gyakorlati végrehajtásában alapvető kérdés, pontosabban fejleszté­si, technológiai feladat, hogy milyen konstrukciójú 5 kW-os melegvíz-szol­gáltató és fűtőberendezéssel érhető el az átlagosan 100 m²-es lakásokban a kívánt gazdaságos üzemelés, az ener­giatakarékosság, ezzel együtt az emisszió csökkentése. A szükséges berendezések miniatürizálhatók-e a gazdaságosság szabta keretek között az egy vagy két lakás kiszolgálásának mértékéig? Mi­lyen legyen az energiafelhasználás rend­szere: központi, decentralizált, direkt, indirekt? És mely hőközvetítő közeggel működjön (víz, levegő vagy egyéb hor­dozó)? Milyen építőanyagokat használ­janak az épületek jobb hőháztartásának eléréséhez? Lehetséges-e 3-4 kW-os hő visszatápláló, hőszivattyúval üzemelő fűtőberendezéseket kifejleszteni?

A kiragadott fontosabb kérdések is jelzik, hogy a rendelkezés gyakorlati érvényesítése számtalan fejlesztési feladat megoldását feltételezi. További megol­dandó probléma az, hogy milyen fűtő, melegvíz-szolgáltató, szellőző „készülék együttesek” szolgálják a legjobban a gazdaságos energiafelhasználást.

Néhány lehetőség: a külső és belső hőnek a korszerű szellőző berendezésekkel való hasznosítása hőnyereséggel; melegvíz-szolgáltatás napenergiával; a hőelosztás korszerű technikai megol­dásaival, amelyek a jelenlegieknél gyorsabban reagálnak a hőmérsékleti egyenetlenségekre és gyorsan kiegyen­lítik őket, mert – köztudottan – a hőmérsékleti állapot fenntartása kevesebb energiával oldható meg, mint újbóli létrehozása; ellenőrzött szellőztetéssel, amelyben a kiáramló levegő hője részben visszanyerhető; elosztott mini kiegyen­lítő fűtőberendezések alkalmazásával; kombi hűtő-fűtőrendszer alkalmazásá­val (helyiségenkénti temperálás); mini hőszivattyúk alkalmazásával a fűtő-, hűtő- és szellőző berendezések hőjének visszanyerésére — kiváltképpen a sok C0₂-t kibocsátó hagyományos fűtőbe­rendezések alkalmazása esetén; a meleg víz hőjének a ma szokásosnál többféle hasznosításával; napenergiával működő intelligens hőszivattyúkkal kombinált vízmelegítők alkalmazásával.

1.2 ábra. A nemzetközi és a hazai szab­ványok az épület hőszükségletet az A/V függvényében határozzák meg, ahol V az épület, mint hőszigetelt burok által határolt bruttó térfogat (faltömeg+lakótér); V = + V₂ = kapcsolt terek és térfogatok együttese; A = F₁ … + F₂ + … F₅ az épület külső felületeinek összessége.
a) nem hatékony megoldás a nagy kiterje­désű, egyszintes ház; b) néhány százalékos többletfelület (F₅) akár 30-40%-ban is növelheti a beépített vagy hasznosított tér területét, illetve térfogatát.

1.3 ábra. Az épületek fűtésének, illetve energiafogyasztásának hatékonysága függ a falak, illetve határoló szerkezetek hőszigetelésétől, a lakótér fűtési mód­jától és – nem utolsósorban – a tájolástól.

1.4 ábra. Épületek, lakások fűtésénél, és azok belső frisslevegő-ellátásánál lényeges a belső egyensúly. A hőveszteség; B hőnyereség és fűtőener­gia-szükséglet; A₁ kisugárzott hőveszteség; A₂ szellőzési hőveszteség; B₁ fűtőenergia­-szükséglet; B₂ belső hőnyereség; B₃ hő­energia napenergiából.

Ökoenergiai rendszerek

Az egy- és kétlakásos házak energia­ellátására célszerű létrehozni decentrali­zált elosztásban olyan kisebb erőműveket, amelyek kevéssé szennyező (gáz, olaj) energiahordozókkal működnek. Ezek elsődleges haszna – a nagy energiater­melő centrumokkal szemben – a kisebb hálózati hőveszteség, a környezet számára az ellenőrizhető, szabályozható és megosztott C0₂-emisszió. Még gaz­daságosabb és környezetkímélőbb lehet az ilyen erőművek üzemeltetése, ha 20-100 lakást – blokkokat – látnak el energiával. Ezek a blokkfűtő erőművek helyettesíthetnék a ma még sok egyedi, a környezetet terhelő gázfűtést és az egyéb gázüzemű (főző, melegvíz-tároló stb.) háztartási berendezéseket. Az áram ugyan ma még drágább, de a gáz árának rohamos emelkedése miatt hamarosan gazdaságossági szempontból is kedvező lesz a használata.

Nagy energiatakarékosság lehetősége rejlik fűtő-hűtő-szellőző-melegvíz-szol­gáltató energiahálózati rendszerek épü­leten belüli elosztásában, hálózatának megtervezésében. A rendelkezés, valamint a globális környezetvédelem nemzetközi előírásai nagy feladat elé állítják, folyamatos fej­lesztésre, mondhatni szüntelen tanulásra kényszerítik az ipart, a kereskedelmet, a kisipart.