• ház
• passzívház

Miért válasszuk a passzívházat?

Ebben az új építési szabványban óriási fejlődési lehetőségek vannak, amelyek gazdasági szempontból is nagyon érdekesek, másfelől pedig ökológiailag is mértékadóak. A passzívház a gyökerétől ragadja meg a környezetvédelmet. A környezet terhelésének csökkentése itt nem szűrők beszerelésével, vagy más ponton való kiegyenlítéssel történik.

Ez az építési szabvány eleve nem keletkeztet környezetszennyezést, mivel nincs fűtési rendszer, amely emissziókkal járna, pl. por, kéndioxid, vagy az éghajlatra káros széndioxid kibocsátásával az atmoszférába. A passzívház extrémen alacsony energiaszükséglete tartósan és környezetbarát módon fedezhető a rendelkezésre álló energiaforrásokból; hosszú távon pedig kizárólag újratermelődő energiaforrásokból.

A passzívházak építésével olyan értékeket teremtünk, amelyek tartósan nagyobb kényelmet és magasabb értékállóságot biztosítanak. És mindez ráadásul nem környezetünk terhére, hanem annak javára történik. Az értékteremtés közvetlenül a mindenkori befektetőnek a hasznára (lokális komponens), ugyanakkor a drága környezetkárosítás csökkentése révén a nemzetgazdaság egészének is javára válik (globális komponens). Minden iparág kötelessége, hogy megtegye a maga hozzájárulását. Ez érvényes a szolgáltatókra is, pl. az építészekre és az építkezőkre egyaránt, csakúgy mint az építőanyag-gyártókra és a kivitelező cégekre.

Számítási (bizonyítási) eljárás

A passzívház olyan épület, amelyben mind télen, mind nyáron úgy érik el a kellemes hőmérsékletet, hogy nem használnak ehhez aktív fűtési rendszert, illetve klímaberendezést. Ehhez a hőveszteségeket megfelelő intézkedések és építési anyagok révén minimális mértékre kell csökkenteni.

Mennyi azonban ez a minimális mérték?

Különbségek adódhatnak az épület tervek szerinti, az alábbi számítási módszer alapján meghatározott elméleti fűtési hőszükséglete, és a már lakott épület tényleges hőszükséglete között.

Nem kellene azonban, hogy tényleg felmerüljenek ilyen különbségek, különben az építésben érdekeltek csalódottnak érezhetik magukat, ha a tényleges szükséglet meghaladja a tervek szerintit. Erre különböző számítási eljárások állnak rendelkezésre, amelyeket európai szabványok alapján fejlesztettek ki, nem hasonlíthatóak azonban össze a hővédelem témájában kiadott nemzeti szabványokban szereplő számítási és bizonyítási eljárásokkal.

Ahogyan korábban már említettük, 2002. február 1. napjától Németországban az EnEV (Energiatakarékossági Rendelet) van hatályban, mint a hővédelem mértékének bizonyítására használatos számítási eljárás. A jogalkotó szándéka szerint az EnEV feladata lett volna az AEFH-szabvány bevezetése az új épületek vonatkozásában. A szakemberek egyetértenek abban, hogy az EnEV rendelkezéseivel és számítási eljárásával ez nem sikerült.

Elektronikus adatfeldolgozással támogatott épületszimuláció

A termikus épületszimuláció során a tervezett épület energetikai helyzetét számítjuk ki. A cél, hogy olyan épületet kapjunk, amelyet a legtöbb ember kényelmesnek talál – a beruházási és üzemeltetési költségek egyidejű csökkentése mellett. Ehhez a tervben szereplő számoknak (hőmérséklet, fogyasztás, költségek) a későbbiekben meg kell egyezniük a valóságosakkal.

Ennek kiszámítására léteznek dinamikus eljárások: az ESP, Dynbil, Julotta, Phoenics, TAS, Trynsys, SUNCODE – olyan programok, amelyek az épület hőmérsékleti viszonyait és használatát szimulálják az éven át, és egy hőmérleget állítanak fel.

Rendkívül fontosak a szimulációhoz a tervezett építési helyszín időjárási és klimatikus adatai (óránként, havonta és évente számított középértékek). Amennyiben nem állnak rendelkezésre óránkénti adatok, a dinamikus szimuláció nem vezet kifejező eredményre. A programok hátránya, hogy igen nagy a munkaigényük, kevéssé felhasználóbarát a felületük, és igen költséges a beszerzésük (a statikus programokhoz viszonyítva mintegy 10-szeres költségekkel számolhatunk). Ezért csak a meglehetősen komplex épületek esetében terjedt el az ilyen programok használata.

A gyakorlat igazolta, hogy a passzívházak számításainak elvégzéséhez elegendőek a statikus programok is. Az ANTARES, EVEBI, EVA, H78, NESA, PHPP többek között gyors, a valósághoz közelálló, és így összességében megbízható eredményeket adnak.

Egy programnak többek között a következő számítási rutinokat kellene tartalmaznia:

• az EN 832-n alapuló energiamérleg készítése: a transzmissziós és a szellőztetési hőveszteségek
• a napsugárzásból származó hőnyereségek havi mérlegelése,
• hőhidak figyelembevétele,
• árnyékolás figyelembevétele,
• a nyomásteszt eredményének kiértékelése,
• a szellőztető berendezés energiamérlegének elkészítése,
• adatbank a lehető legtöbb építési helyszín klímaadataival,
• belső hőnyereségek számítása.

A passzívházak projekttervezésétől az építési terv elkészítéséig gyakran használják a PassivHausProjekPaket (PHPP, Passzív-Ház-ProjektCsomag) programot. Ez egy egyszerű Excel alapú program, amely nem éppenséggel felhasználóbarát, azonban viszonylag olcsó és a gyakorlatban bevált.

Nagy számban végeztek gondos energiaszükséglet-vizsgálatokat passzívház-épületekben ennek segítségével, és a mérési eredmények általában pontosan egyeztek a PHPP-program segítségével kiszámított eredményekkel. Ebből is kitűnik, hogy a statikus épületszimuláció a passzívházak körében teljesen alkalmas a valósághoz közeli eredmények megállapításához.

Hőszigetelés

Az épület külső hőszigetelésének – mégpedig valamennyi szerkezeti elemre kiterjedően a lábazattól a külső falon át a tetőig -számottevő javításáról semmi esetre sem mondhatunk le. Célérték valamennyi szerkezeti elem tekintetében: U-érték < 0,15 W/(m²K)

Gyakran kételkednek abban, hogy a megerősített hőszigetelés később valóban megtérül az energiamegtakarítások révén, amelyeket ettől az intézkedéstől várunk. De valamennyi eddigi, méréstechnikai eszközökkel gondosan figyelemmel kísért passzívház-projekt azt bizonyítja, hogy a hőszigetelés 25-50 cm-es szigetelésvastagságok esetében is teljes terjedelemben kifejti hatását, azaz a szuperszigetelés működik.

Ablakok és üvegezett ajtók

A sikeres passzívház-konstrukcióhoz ugyanilyen elengedhetetlenül fontos kellékek a tökéletes üvegezésekkel és keretekkel ellátott nyílászárók:

• célérték az üvegezések tekintetében: U_g-érték – 1,60 W/(m²K) x g-érték < 0
• célérték az egész ablak tekintetében: U_w-érték < 0,80 W/(m²K).

A célértékek elérése érdekében magas g-értékkel rendelkező háromrétegű hőszigetelt üvegezést, nagyon jól szigetelt kereteket és redukált hőveszteségű összekötőperemeket alkalmazunk.

A hőhidak környezetében kialakuló alacsony felületi hőmérsékletek a passzívházak esetében még fokozottabb páralecsapódáshoz (vízgőz-kondenzáció) vezethetnek, és a falak átnedvesedése folytán épületi károkat és penészképződést okozhatnak:

• célérték az épület vonatkozásában: λ < 0,01 W/(mK), hőhidaktól mentes konstrukció.

Jó tervezés és kivitelezés esetében azonban a hőhidak elkerülhetőek, vagy erősen visszaszoríthatóak.

Az épület széllel és levegővel szembeni átjárhatatlansága

Minden külső épületelemet tömítenünk kell a belépő és kilépő levegő ellen. Az épület célértékeként a következő értékek ajánlatosak:

• n₅₀ < 0,60 h¹ (50 Pa nyomás esetén), nyomásteszttel ellenőrizve (Blower-Door).

Ellenőrzött lakásszellőztetés

A szellőztetésből származó hőveszteség egy „normális” lakás esetében – hővisszanyerés nélkül – mintegy 35 kWh/(m²év) mértéket ölt. Ez egy komplett passzívház teljes fűtési hőszükségletének mintegy kétszeresét teszi ki. A szellőztetésből származó hőveszteségek jelentős csökkenését csak a hővisszanyeréssel rendelkező ellenőrzött szellőztető berendezésektől várhatjuk, amelynek egy passzívház esetében a lehető leghatékonyabbnak kell lennie:

• célérték a hővisszanyerés terén: η > 75%, alacsony áramfelhasználás (< 0,4 Wh/m³).

 A kényelmes szellőztető berendezésnek a passzívházban az energiamegtakarítás mellett további pozitív hatásai is vannak: a levegőminőség érezhetően javul, és a lakószobákba bejutó friss levegő télen is kellemesen temperált. A passzívházban a belépő friss levegőnek ez az előmelegítése elegendő ahhoz, hogy alacsony külső hőmérsékletek esetében is kellemes belső hőmérsékletet biztosítson.

Passzív szoláris nyereségek

Passzív szoláris hőnyereségekre csakúgy, mint az alacsony energiafelhasználású házak esetében, az ablakokon keresztül teszünk szert. Ezt a fontos „hőforrást” is optimálisan kell megterveznünk. Az északi ablakok szerepe csupán annyiban áll, hogy megfelelő megvilágítást biztosítsanak az északi oldalon elhelyezkedő helyiségeknek. Az ablakfelületek aránya az északi homlokzaton lehetőleg ne haladja meg a 10%-ot.

A keleti és a nyugati homlokzaton a 15-30 %-os arány tekinthető optimálisnak. A nyári túlhevülés veszélye a nyugati homlokzaton nagyobb, mint a keletin: célérték a déli homlokzat tekintetében: ablakfelületek aránya < 60%.

Az ablakfelületek aránya a déli homlokzaton optimális esetben 40-60%. Az ezt meghaladó mértékű ablakfelületekkel nem nyerünk többlet szoláris hőt. Ezt számos mérés támasztotta alá. Ellenkezőleg – az egyre növekvő ablakfelületekkel egyre nagyobb védelemre van szükségünk a nyári meleggel szemben.

Szoláris építészet

A szoláris építészet alatt sok építész azt érti, hogy a déli homlokzatokra akár a 100 %-ot is elérő, nagy üvegfelületeket terveznek, és/vagy üvegezett előépítményeket (pl. télikertet) emelnek a ház déli oldalára. Ezek egyike sem illik azonban a passzívház-koncepcióba, épp ellenkezőleg: a hőveszteségeket így nem, vagy csak alig csökkentjük, megnövekednek azonban az építés költségei, a nyári hővédelem által igényelt ráfordítások pedig extrém módon megugranak.

Megújítható energia

A passzívház épületét dél felé kell tájolnunk, a déli homlokzatot pedig védenünk kell a télen rávetülő árnyékoktól. A szoláris építészet alatt azt kellene értenünk, hogy a szoláris hőnyerésre alkalmas, déli tájolású (tető)felületeket tervezünk, amelyek kollektorok vagy fotovoltaikus berendezés segítségével történő áramtermelés révén alkalmasak a nap energiájának hatékony felhasználására, pl. a melegvíz-előállításhoz. Ezek a komponensek azonban nem szükségszerű velejárói a passzívház-szabványnak, mindenesetre hasznos kiegészítői a konstrukciónak.

Fűtéstechnika

A passzívház megvan mindenféle fűtéstechnika nélkül. Ebben áll a konstrukció tulajdonképpeni nagy előnye: a cél a fűtéstechnika installálásának, a beruházási költségnek és a különféle emisszióknak a teljes mértékű megtakarítása. így még a környezetbarát fűtési koncepcióknak (biomassza, fa, napenergia) sincs keresnivalójuk a passzívház-szabvány területén, mivel egyáltalán a fűtés is szükségtelen.

Meleg víz és „szükségfűtés”

A hővisszanyeréssel működő szellőztető berendezés a passzívházban feltétlenül szükséges. Ha valaki mégsem kíván lemondani a „szükségfűtés” biztonságáról, ahhoz elegendő egy kisebb melegítő-berendezés beépítése a beáramló levegő csővezetékébe. A beáramló levegő melegítésére szolgáló hő származhat pl. a melegvíz-készítésre használt rendszerből (pl. kollektorbázissal, amely nyáron az igényeket 100%-ig képes fedezni).

A viszonyok tehát a passzívházban némely fordulatot vettek: eddig a fűtési rendszerrel elégítettük ki mellékesen melegvíz-igényünket is; a passzívházban a „szükségfűtést” fedezhetjük mellékesen a melegvíz-készítésre szolgáló rendszerrel.

Egy lehetőség: egy kis teljesítményű hőszivattyú üzembe állítása (kb. 1.000 W kondenzátor-teljesítmény, hűtőgépeknél használatos kompresszorral), amelynek forráshője a szellőztető berendezés hőcserélője. Ez mindenképpen megtalálható az épületgépészeti eszközök között, mindenképp melegebb, mint a külső levegő, és tartalmazza a lakásban felszabaduló pára minden látens hőjét.

Talajba fektetett hőcserélő

Ha a friss levegő egy a talajba lefektetett hőcserélőn keresztül jut be a rendszerbe, a távozó levegő hőmérséklete nem esik 10 °C alá. Ha ezt az elhasznált levegőt tovább hűtjük 0-2 °C-ra, további 500-800 W nyerhető a párologtató berendezés útján. Egy fagyasztószekrény nagyságú, egyszerű kompakt rendszer el tudja tehát látni a szellőztetés, a melegvíz-készítés (télen és az átmeneti évszakokban, amikor a kollektorok ehhez nem elegendőek) és a „szükségfűtés” feladatát is.

Egy ilyen rendszerrel lehetőség nyílik arra, hogy a melegvíz-készítési és esetleges kiegészítő fűtési szükségletünket mindössze 1.000-2.200 kWh/év villamos energia felhasználásával fedezzük. Ilyen berendezéseket több középvállalat is gyárt.

A passzívház-koncepció

A passzívház egyik oldalról a külső passzív szoláris energianyereségekből él. Németország területén a téli hónapokban extrémen alacsony külső hőmérsékletek is előfordulhatnak. Éppen az ilyen időszakokban azonban a napsugárzás is (ha nem esnek árnyékok a napfényt hasznosító felületekre) lényegesen erősebb, így sokkal erősebben hozzájárul a ház felmelegítéséhez!

Másfelől a passzívház erősen függ a belső hőforrásoktól is

Az 1992/1993 és 1993/1994 telein a darmstadti passzívházban mért adatok azt mutatják, hogy a szükséges fűtés sosem haladta meg a 7 W/m²-t. így egy 156 m²-es lakás maximális fűtési igénye -15 °C-os külső hőmérséklet esetén is 1.100 W (= 1,10 kWh) alatt maradt.

Ezt a kiegészítő fűtési energiaigényt nemcsak emberek jelenlétével (kb. 80 W/személy), hanem kevésbé hatékony elektromos berendezések sokaságával is fedezni lehet. Egy 60 W-os izzó pl. a felhasznált energia csak mintegy 5 %-át alakítja fénnyé, a többi felszabaduló hő formájában jelentkezik. 19 ilyen izzó pl. a leghidegebb napokon is könnyedén fedezni tudja a maximális fűtési igényt.

Ezért nem okoz nehézséget egy az általunk megfogalmazott kritériumok szerinti passzívház megépítése, és a fennmaradó fűtési igény kielégítése, pl. az elektromos berendezések által leadott hő segítségével. A projektnek azonban nem ez a célja. így a passzívház definícióját tovább bővítették.

Az áram előállítása túlnyomórészt fosszilis energiahordozók felhasználásával, meglehetősen alacsony hatékonysággal történik. Ez magas primerenergia-felhasználást eredményez, amelyet azonban egy passzívház esetében a lehető legalacsonyabb szinten kell tartanunk.

A fenti mutatószám bevezetése azt jelenti, hogy a passzívházban – takarékos elektromos berendezések és izzók alkalmazásával – az áramot is nagyon hatékonyan kell használnunk.