• építés
• nap

Napépítészet és kombinált megoldások

Az épületek tervezésénél tehát igen fontos az épület tömegformálása, a kedvező felület/térfogat arány eléré­se, ugyanakkor az elegendően nagy, jól benapozott homlokzat biztosítá­sa, továbbá a tájolásból, telepítésből adódó lehetőségek maximális ki­használása. Az alaprajzot illetően előnyös, ha a hőérzet és a természe­tes megvilágítás szempontjából igé­nyesebb helyiségek a nagyobb su­gárzási nyereségű homlokzatokhoz csatlakoznak, az alacsonyabb belső hőmérsékletet és természetes meg­világítást – tehát kisebb ablakfelüle­tet – igénylő helyiségek pedig a kis sugárzási nyereségű, az uralkodó szélirányba néző, csapóesőnek ki­tett homlokzatokhoz.

Ilyen módon az utóbbi helyiségcsoport ütköző­övezetet, puffer zónát alkot az igé­nyesebb helyiségek és a környezet kedvezőtlenebb jellemzőjű szektora között. E puffer zónának szigetelő­hatása, hőtároló képessége, a külső levegő nemkívánatos infiltrációjával szemben zsilip jellegű szerepe van. A helyiségek besorolása az épületek rendeltetésének függvényében álta­lában egyértelmű. Egy lakóépület­ben például a nappali, az étkező, a gyermek- és a dolgozószobák képe­zik a legigényesebb helyiségek cso­portját, ezt a hálók, a konyha és a fürdő követi, a puffer zóna pedig az előtér, a WC, a kamra, a gardrób, a garázs, a tüzelőtároló helyiségeiből szervezhető. Ugyancsak a puffer zóna szerepét tölti be a pince és padlástér is.

(Kép fent) Direkt rendszerű, puffer zónás tér­szervezésű lakóház, ahol szoros összefüggés van az épület méretei és alaprajzi kialakítása között, üvegfelületei pedig jó benapozást biztosítanak a) földszinti; b) emeleti alaprajz; c) metszet.

Nagyobb alapterületek esetében az „elegendő” kedvező tájolású homlokzat biztosítása „füles”, háromszög vagy körcikk alakú alap­rajzokkal is lehetséges. így ugyan ta­goltabb formát, kedvezőtlenebb felület-térfogat arányt kapunk, en­nek hátrányait azonban a több és jobban tájolt ablakok előnyei felül­múlhatják. Egy bizonyos abszolút méreten túl – amely például egy sorház esetében adódik – egy lakás már csak két irányban tájolható, ami azt jelenti, hogy a kedvezőtlen homlokzathoz a puffer zónán kívül egyéb helyiségeket (például háló­kat) is kell csatlakoztatni.

Ez azonban – az egész épület elnyújtott alakja ellenére – még mindig előnyösebb lehet, mint egy olyan tömörebb formálás, amelynél egy-egy lakás csak egy homlokzatra tájolt. Utóbbinál ugyanis az egész épület tájolása eleve mintegy kény­szerpályára állítódik – például az É-D-i homlokzatok helyett K-Ny-iak adódnak és kialakulnak azok a belső zónák, amelyeknek mester­séges szellőztetése, valamint világí­tása több és drágább (elektromos) energiát igényel, mint amennyit a kompaktabb kialakítással a veszte­ségekből megtakarítunk. Nagyobb épületeknél a kényszeres tájolás és a belső zónák létrejötte szinte elke­rülhetetlen.

(Kép fent) Autonóm ház délkeleti homlokzati részlete.

(Kép fent) Autonóm ház működési keresztmet­szete fűtés és melegvíz-ellátás vo­natkozásában (az ábra az fényelekt­romos cellákat nem tartalmazza) 1 napkollektor; 2 keringető-rendszer; 3 hőcserélő; 4 haszná­lati melegvíztároló fűtőbetétje; 5 napi hőtároló-hőcserélő; 6 elektro­mos fűtőbetét (esetleges); 7 fűtő­rendszer; 8 többnapos (hő)akkumulációs tér (*ugyanez a változat alkalmazható kis energiafogyasztás esetén fosszilis energia­hordozóval való működtetéshez).

(Kép fent) Az energiatakarékosság és a szoláris építészet jelképeként épült kísérleti lakótelep házai felülről. A közép-európai térségben, ahol található, a napsütötte órák évi átlagos száma 12-15%-kal kevesebb, mint Magyarországon. A néhány éves adat arra enged következtetni, hogy érdemes ez irányú fejlesztéseket kezdemé­nyezni és megvalósítani is.

Az épületeknek ki kell elégíteni­ük a szabvány szerinti energetikai követelményeket, ami egyszerűbb, ha a fűtött térfogatot határoló felü­leteknek nagyobb része érintkezik a talajjal. Lejtős terepen ezért a puffer zónát gyakran földbe süllyesztve alakítják ki, de nem ritka a feltöltés alkalmazása sem, amely lapos tetőn is előfordul, tetőre tele­pített növényzettel.

Kombinált megoldások

A kis energiafogyasztású épületek az ezredforduló éveiben az építé­szetben „csúcstechnikának” számí­tanak, amelyek minősítése földré­szenként, országonként, sőt még az egyes szakemberek véleménye sze­rint is más és más. Eves energiamér­legük – az adott vizsgálati időben -a meglévő (átlagos) épületállomány energiafogyasztásának 15-20%-a körül mozog, vagy az épülő új, de szokványos technológiájú házaké­nak 5-10%-át teszi ki.

A „kis” energiafogyasztású épü­let” Nyugat-Európában egyes kö­rökben csupán státusszimbólum, ám valójában ennél több, mert ez jelent­heti a jövőt. Elterjedt vélemény szerint az energiatakarékos szerkezetek kialakítása költséges, ezért ésszerűen takarékoskodni csak a tehetősebb építtetők tudnak, és csak nekik éri meg. Ez azonban így nem igaz. A kis-építkezők szinte költségtöbblet nél­kül, pusztán az épületfizikai módsze­rek alkalmazásával is felépíthetik energiatakarékos otthonukat.

A „0″ fűtési energiafogyasztású vagy „autonóm” ház olyan épületet jelent, amely egyáltalán nem igényel külső energia bevezetést, sem elektromos hálózat, sem fosszilis tüzelőanyag formájában. A meleg víz ­ellátás, a világítás, a háztartási be­rendezések energiaellátása foto-elektromos cellák, kémiai és/vagy elektromos energiatárolás, szezoná­lis hőenergia-tárolás alkalmazásával történik.

Kevésbé kötődik energiafogyasz­tási kategóriához az „intelligens épület” megnevezés. Ez általában magas fokú, egységes automatizá­lást jelent, amely az energetikai és épületgépészeti rendszereken kívül kiterjed a mozgatható árnyékolók­ra, a szellőzőcsappantyúkra, a ház­tartási és technológiai berendezé­sekre, a biztonsági és informatikai rendszerekre, valamint az általános épületfelügyeletre is.

(Kép fent) A tökéletes benapozás jegyében az ezredfordulón épült kétszintes, egylakásos (kétgenerációs) lakóház. Az év minden napján benapozott ház szabályozható árnyékolói csupán a függönyök és a felső szinten a nagy kiülésű (árnyékvető) eresz a) földszinti; b) emeleti alaprajz.

(Kép fent) Szolárház szabályozható és fix árnyékvetőkkel. A déli tájolású főhomlokzathoz alsó és felső fix építésű árnyékolókat kapcsoltak.

Azt azonban tisztázni kell, hogy a 0 fűtési energiafogyasztású ház nem olyan épület, amelynek egyáltalán nincs hővesztesége, hanem olyan, amelynek veszteségeit az épület használatával együtt járó belső hőtermelés, valamint a nap­sugárzásból származó, akár passzív, akár aktív rendszerrel hasznosított hő nyereség fedezi, hőtároló képes­sége pedig elegendően nagy ah­hoz, hogy a tárolt hő a sugárzási nyereség nélküli időszakokban is fedezze a veszteségeket. A 0 fűtési energiafogyasztás tehát igazából azt jelenti, hogy az épületben nincs szükség olyan „mesterséges” fűtési rendszerre, amely fosszilis energiá­val üzemel.

A belső hőtermelést illetően a kép csalóka: úgy tűnik, előnyös, ha az épületben a belső hőtermelés nagy. Valójában nem ez a helyzet, ugyanis ez az egyik legdrágább fűté­si mód, hiszen a „hő leadók” a mes­terséges világítás, a háztartási berendezések, irodagépek, amelyek elektromos energiát fogyasztanak, vagy a helyiségben tartózkodó em­berek – ebben az esetben pedig az energia forrása az élelmiszer.

A kombinált rendszerű és kis energiafogyasztású épületeknél:

• a határoló szerkezetek hőátbocsátási tényezője (k) 0,10 – 0,15 kö­zött mozog;
• a tájolás a meteorológiai igény­bevételhez (és terheléshez) optimá­lisan alkalmazkodik (főként az épí­tészeti kialakítás vonatkozásában);
• az épületgépészet aktív és passzív megoldásokkal (valamint ezek kombinációival) van jelen;
• a használati levegő pótlása (szel­lőzés) megfelelő hővisszanyerő-hőcserélő szerkezeten keresztül valósul meg.

A kapcsolható egyéb energianye­rési lehetőségek:

• elektromos napelemek,
• hőszivattyúk,
• szélmotor (generátor) stb.

A napenergia építészeti hasznosítása

Mielőtt a napenergia aktív hasznosí­tásáról szólnánk, foglaljuk össze rö­viden a passzív hasznosítás lényegét. Az építészeti (passzív) hasznosítás azt jelenti, hogy az épületeket eleve úgy építik, hogy azok természetes úton, különleges gépészeti jellegű szerkezetek nélkül is minél több napenergiát tudjanak felfogni, tá­rolni és hasznosítani.

Ha az épület fizikai adottságai megfelelőek (ideális tájolás, jó hőszi­getelés, ésszerű építészeti megoldá­sok stb.), akkor az átmeneti évszakok­ban a helyiségek fűtése is lehetséges napenergiával. A napenergia épüle­tekben való passzív hasznosításakor két fontos szempontot kell figyelem­be venni: az egyik a falak részesedése a napsugárzásból, a másik pedig az ablakokon át az épületbe jutó mennyisége. A falak kedvező besugárzásának meghatározásakor, a benapozás szerkesztésekor figyelembe kell ven­ni az épület tájolását, a sugárzás út­jában lévő tereptárgyakat és a szom­szédos épületeket.

Az ablakokon át a helyiségekbe ju­tó napsugárzás tervezése, számbavé­tele rendkívül fontos. Ennek legfőbb oka, hogy a napenergia-hasznosítás tekintetében egyrészt a lehető leg­több energia nyerésére törekszünk, különösen a téli, de az őszi és a tava­szi időszakokban is. Ugyanakkor nyáron el kell kerülni a napenergia közvetlen besugárzásából származó felmelegedést. E probléma klasszi­kus megoldását jelenti az árnyékoló előtető, amely a magasan járó nyári nap melegét kevésbé engedi be az épületbe, mint az alacsony állású té­li napét. A déli oldalra épített üvegezett te­rasz a fűtési energia költségét csök­kenti. Az alacsony napmagasság mi­att télen a helyiséget maximális besugárzás éri, ugyanakkor a tető árnyékolóhatása miatt nyáron mér­séklődik a felhevülés.