• építés
• napfény

Napfény és építészet

Az ezredforduló utolsó évtizedeiben óriásit változott a világ úgy a környe­zetvédelem, mint az energiatakaré­kosság tekintetében. A kettő eredője­ként megvalósítható a természet és az ember alkotta mesterséges „bar­langok” harmóniája. A megindult kedvező folyamatok mellett sokunkat bosszant a környezetszennyezés és az energiapazarlás. Amíg az ember össz­hangban élt környezetével, ösztönö­sen környezetbarát építési megoldá­sokat választott. Ezért kell eleink építészeti kultúráját tanulmányoz­nunk.

A környezetbarát és energiata­karékos épület létrehozása mind az építtető, mind az építész érdeke. A különböző építtetői igények és terve­zők miatt az épületek is különböznek egymástól. Ezért nem követendő sab­lonokat, hanem elveket ismertetünk, amelyek alkalmazásával az épületek gazdaságosabbá tehetők úgy, hogy közben a funkció és az esztétika javát szolgálják. A racionálisan tervezett épület ugyanis szép, ahogy szép egy természeti alakzat, amely öntörvényű fejlődése során alakította ki optimális formáját. A csúnya házra nem lehet mentség a gazdaságosság.

Az építészek szűkebb környezetük figyelembevételével, az épület NAP-IGÉNYES formálásával nagyot lép­nek vagy léphetnek előre a lakásul szolgáló biológiai tér megfogalma­zásában, a napos ház létrehozásá­ban. A tudatosan tervezett és meg­valósított napenergia-hasznosítást a passzív kategóriába sorolhatjuk. A ház csökkentett energiaigénye mel­lett naposabb épületbelsővel és hatékony  szabályozhatósággal  kell,hogy rendelkezzen, egyébként értel­metlen lenne mindaz, amit nagy be­fektetés árán létrehoztunk.

Mielőtt részletekbe bocsátkoz­nánk, röviden elemezzük e problé­makör lényegét

Legfontosabb energiaforrásunk, a Nap, fúziós re­aktorként működik. A működésé­hez szükséges hidrogéntartalék beláthatatlan időre elegendő, ezért csillagunk gyakorlatilag kimeríthe­tetlen energiaforrás. A fosszilis energiák és a legtöbb megújuló energia is a napenergiára vezethető vissza. A napsugárzás elektromág­neses sugárzás, amelynek spektru­ma az ultraibolyától a láthatón át az infravörösig terjed. Az építészetben e spektrum látható részét a termé­szetes megvilágítás során hasznosít­juk. A természetes megvilágítás minél alaposabb kihasználása energia­takarékos, az infravörös tartománynak pedig a hőhatását használjuk ki az épület megfelelő alakításával.

Tájolás

A napsugárzás hasznosítása során elsődleges szempont a megfelelő tá­jolás. Igaz ez a megvilágításra és a hő hasznosításra egyaránt. Az épület helyzetének megválasztása, tájolása elsősorban az égtájakhoz, vagyis a nappálya helyzetéhez igazodik. To­vábbi tájolási szempontok az ural­kodó szélirány, a domborzati és ur­banisztikai viszonyok. A tájolás megválasztásának szempontjai kö­zött nehéz fontossági sorrendet fel­állítani. A tájolás mérlegelés tárgya, hiszen pl. egy gyönyörű panoráma felborít minden logikusan felépített tájolási elgondolást.

(Kép fent) Napos ház a harmadik évezred elején. A körülablakozott földszinti nappali tér reggeltől estig napos, míg a részleges benapozású, keleti és nyugati megnyitású földszinti nagyszülői és tetőtéri hálók jól példázzák korunk követelményeit

(Kép fent) Az előbb bemutatott ház mása vagy mondhatni testvére, azzal a különbséggel, hogy e változat földszinti lakószobája a tetőtérbe került, helyét (alul) a  gépkocsi beálló tölti ki.

(Kép fent) Megfelelő tájolású épületek benapozottsági hatékonysága %-ban.

(Kép fent) A napfényhez, a kerthez tervezett egyszintes lakóház Közép-Európában. A lakás erényei közül első a nyitottság, a feltárulkozás és ami ezzel párosul: az egyszerű elegancia (Bien-Zenker példa)..

A benapozás időtartama az idő, ameddig a vizsgált felületet napsugárzás érheti. A benapozás le­het kedvező, ill. kedvezőtlen. Az ak­tív szoláris rendszerek esetében, mint a termikus napkollektor és a napelem, mindenkor hasznos a be­napozás. Ezeket az elemeket úgy kell tájolni, hogy a lehető leghosszabb ideig és a legnagyobb intenzi­tással érje őket a napsugárzás. Ősz­től tavaszig a benapozás a passzív szoláris rendszerek esetében is ked­vező. Ebben az időszakban a napsu­gárzás előnyösen befolyásolja az épületek energiamérlegét. A nyári időszakban a túlzott benapozás ked­vezőtlen. Ilyenkor szükségünk van a spektrum látható tartományára (vagy­is a fényre), de az infra tartományt szívesen távol tartanánk, mert – el­sősorban az üvegházhatás révén – kedvezőtlenül hat a belső klímára. A nyári benapozás árnyékoló szerkezetekkel és tájolással csökkenthe­tő, hiszen a reggeli napsugárzás, amikor a környezeti hőmérséklet még alacsony, kedvezőbb, mint a déli. A benapozás mértéke és időbe­ni lefolyása függ a környezet dom­borzatától, beépítettségétől, nö­vényzetétől.

Természetes fények

A természetes világítás esetén bi­zonyos körülmények között alapve­tő elvárás a káprázatmentesség. Az épület nyílásain át közvetlenül be­sütő nap elvakítja az embert, a szín­látást meghamisítja, ezzel sokféle tevékenységet akadályoz. A benapozással ellentétben itt éppen az a cél, hogy a napfény ne jusson be közvet­lenül az épületbe; ilyen esetben az égbolt a fényforrás.

Valamely helyiség természetes megvilágítását is lehet méretezni, ha meghatározzuk a benne folyó különböző tevékenységekhez szük­séges leginkább megfelelő megvilá­gítás mértékét.

A helyiség nemcsak nyílászáró­kon át, hanem átlátszó, ill. áttetsző egyéb épületszerkezeteken keresztül is megvilágítható, ezért a továbbiak­ban bevilágítóról beszélünk. A bevilágítóknak két fajtájuk van: az ol­dal- és a felülvilágítók, amelyek nemcsak helyzetükben különböz­nek. Az oldalvilágítók jobbára szórt fényt kapnak, míg a felülvilágítók esetén  rendszerint  gondoskodni kell a közvetlen sugárzás elleni vé­delemről. Oldalvilágító esetében a bevilágítás mélysége erősen korlátozott. Felülvilágítók alkalmazása nem mindenütt lehetséges. Tükrös szerkezetekkel a megvilágítás „mé­lyebbre vihető”, és egyenletessége növelhető.

A hő vezetés, átadás és sugárzás útján terjed

A Napunk termikus ha­tása elektromágneses tulajdonságá­ból adódóan sugárzással terjed. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy a su­gárforrás és a tárgy között lévő leve­gő nem melegszik fel, csak a tárgy.

Sokszor és sok helyen megtapasz­talhatjuk például nyáron, vonaton utazva – főként indulás előtt -, hogy a személyvagonok fémfelületükön és ablakaikon keresztül erősen fel­melegszenek, belső hőmérsékletük elviselhetetlennek tűnik. Ezt a je­lenséget az ún. üvegházhatás okoz­za, amely valójában hő csapda, a passzív napenergia-hasznosítás és az energiatudatos tervezés egyik legjelentősebb eszköze. Lényege, hogy a sugárzó energia bejut az üve­gezett ablakon, de kijutni már nem tud. A magyarázat a bejutó és a ki­felé irányuló sugárzás spektrumá­nak különbözőségében, valamint az üveg speciális áteresztőképessé­gében keresendő.

(Kép fent) Az üvegfelület a modern építészet­ben felértékelődött.

(Kép fent) Fal síkbani ablakozású lakóház a középszerűség jegyében.

(Kép fent) Az épülethez kapcsolt függőleges üvegfalú télikertet és a ház abla­kait a nagy ereszkiülésű tető, nyáron árnyékvető védi az erős nap­sütéstől.

(Kép fent) Az erőteljes kiülésű télikert a lakás­nak intenzívebb benapozást bizto­sít, és kötelezővé teszi a belső fény- és hő védelmet.

A nagy hőtároló képességű falakat és egyéb szerkezeteket az ökologikus építészet is előszeretettel alkalmaz­za. Az ún. direkt megoldás esetében az ablakon át bejutó sugárzás köz­vetlenül melegíti a helyiséget és a hőtároló szerkezeteket. Az indirekt megoldásnál a napsugárzás közvet­ve, hőtároló fal segítségével fűti a helyiséget. A legegyszerűbb változat az ún. „tömegfal”, amikor a hő-hasznosítást üvegházhatást adó ré­teggel, konkrétan tényleges üveg­házzal, ill. télikerttel fokozzák. Ezek a rendszerek többnyire a téli sugárzó hőt hasznosítják. Nyáron árnyékoló szerkezetekkel védekeznek a napsugárzás ellen.

A nagy tömegű fal nemcsak fű­tésre, hanem hűtésre is használha­tó. Az F. Trombe és H. Michel által szabadalmaztatott megoldás, a Trombe-fal, ugyanazzal az egysze­rű szerkezettel teszi lehetővé a nyári hűtést és a téli fűtést. Hűvös, napsütéses időben az üvegházzal „javított” nagy tömegű fal felveszi a nap hőjét. A falnyílások zsalui nyitva vannak, így a légkonvekció fűti a helyiséget. Estére bezárják a zsalukat, ilyenkor a nappal tárolt meleget a fal a mögötte lévő térbe sugározza. Meleg időben nappal átszellőztetik a helyiséget, a szellő­zőlevegőt az „üvegházon” vezetik keresztül, így a konvekciót a napsugárzás tartja fenn, a légáramlás pedig akadályozza, hogy a fal túl­zottan felmelegedjék. Éjszaka a fa­lat az üveg alatt kívülről szellőztet­ve hűtik.

Az előzőek „ősibb” változata a né­pi építészet évszázadokon át öröklő­dött technológiája, mely a súlyos, tömör szerkezetű falakat alkalmazott. Ezek nagy hőtároló képessé­gük miatt még a szezonális hőingadozást is képesek áthidalni: nyáron hűvösek, télen pedig „meleget árasztanak”. Az utóbbi állítás persze némileg túlzó; lakáspszichológiailag elfogadható ugyan, szakmailag azonban nem.

A népi építészet gyakran használ tornácos megoldást. A tornácok funkcionális érdekből általában déli vagy ehhez közelítő tájolással kap­csolódnak a lakásul szolgáló hosszí­tott alaprajzú házhoz, az erősen tű­ző nyári nap elől beárnyékolják a lakótér falát és nyílászáróit egy­aránt, míg ősztől tavaszig a laposan érkező napsugarakat nem akadá­lyozzák. Ez a szemlélet átöröklődik még a harmadik évezred építészére is, mert az új, modernnek mondott házak egyes épületrészei hasonló feladat ellátására alkalmasak.

(Kép fent) Mediterrán jellegű kétszintes fővárosi lakóház, melynek mindkét szintje a kertre, illetve a tökéletes benapozáshoz szükséges irányba néz.