Főoldal » Bevezetés a passzívházak működési elveibe II.

Bevezetés a passzívházak működési elveibe II.

MEGOSZTÁS

Ha tetszett a cikk, akkor nyugodtan oszd meg ismerőseiddel, valószínű ők is örülni fognak neki.

Hogy a passzív házakon hány cm hőszigeteléssel érik el a követelmények kielégítését, hogy milyen ablaküveget kell alkalmazni egy ilyen ház esetében, mik a tervezés alapelvei és miben rejlik ezeknek a házaknak az előnye, kiderült az előző cikkben. Hogy a tervezéshez milyen szabványok nyújtanak segítséget, illetve egészen pontosan milyen rendszerek is szolgálják a passzív házak meleg vizét, fűtését és hűtését kerül górcső alá az alábbiakban.

Egy kis történelem                                      

A passzívház egy német minősítési rendszer. Ennek következménye, hogy az első passzívház 1990-ben épült a németországi Darmstadt-ban. 1996-ban hozták létre a szabvány gondozásáért és a minősítésért felelős Passivhaus Institutot, melynek köszönhetően az elmúlt években több mint 14 000 passzívház épülhetett meg Európa szerte. Magyarországon 2009 februárjában adták át az első olyan épületet a Pest megyei Szadán, mely rendelkezik a passzívházakra vonatkozó hivatalos tanúsítvánnyal is.

Tervezés

A passzívházak tervezéséhez és minősítéséhez a már említett PHPP (Passive House Planning Package) program nyújt nagy segítséget, melyet a Passivhaus Institut fejlesztett ki. A program segítségével könnyen elvégezhetők a házakra a számítások és szimulációk, és ami még inkább a javára válik, a PHPP-vel számított értékek valós értékek. Ennek köszönhetően már előre kiszámítható egy épület energiaigénye, mely abban az esetben, ha megfelelően valósul meg az építkezés, tartható is. Belátható, hogy a hűtési és fűtési rendszerek tervezésénél a valós értékek nagy kincsnek számítanak.

A PHPP-vel egyébként ki lehet számolni a szigetelt szerkezetek U-értékét, az ablakok paramétereit, az energiamérlegeket, a hőszükségletet, a nyári felmelegedés kockázatát, továbbá megtervezhető vele a szellőztetés, illetve a nyári árnyékolás is. A program ezeken kívül ki tudja számítani az éves és havi fűtési szükségletet is, a hűtési szükségletet és a primer energiaigényt is.

Az épületek építészeti tervezésénél persze további szempontokat is figyelembe kell venni. Ilyenek például az épület tájolása, a tető megengedhető hajlásszöge, a helyiségek belmagassága, és az üvegezett felületek nagysága. A passzívházakra vonatkozó, a fentebb felsoroltakat magukba foglaló szabályok ugyan egyértelműen meg vannak fogalmazva, mégsem szükséges mindegyiket maradéktalanul kielégíteni. Természetesen ez utóbbi esetben számolni kell azzal, hogy a nagyszámú eltérés miatt a végeredményben hatalmas bizonytalanság is keletkezhet, hovatovább az épület nem minősíthető passzívháznak, alacsony energiaigénye ellenére sem akkor, ha picivel is fölötte van a megengedett értékeknek.

Fűtés, hűtés, melegvíz

Egy épület energiafogyasztásának nagy részét teszik ki a fűtés, a melegvíz előállítása, és a hűtés. A passzívházakban e három dolog összefüggő rendszert alkot, mely a megújuló energiaforrások hasznosításán alapul.

Egy passzívház 15 kW hagyományosan bevitt – vagyis nem megújuló forrásból származó és nem is bent termelődő – energiát igényel évente a fűtési és hűtési feltételek kielégítésére. Egy ember napi melegvíz szükségletét 50 literrel számolják, melynek előállításához körülbelül 2,6 kW energia szükséges. Ez utóbbit 12 fokos bejövő és 45 fokos előállított vízhőmérséklettel veszik számításba.

Ahhoz, hogy a fenti értékeket tartani lehessen olyan rendszerek kidolgozására volt szükség, melyek a megújuló energiaforrások hasznosításával veszik a követelmények állította akadályokat. Szerencsére manapság már nem szenvedünk hiányt sem a berendezésekben, sem a megoldásokban. Lássunk is néhányat ezekből az alábbiakban, röviden.

Kompakt készülékek

Mint ahogy a nevükben is benne van, ezek képesek a szellőztetésre, a fűtésre és hűtésre, valamint a melegvíz előállítására is. A rendszer működési elve az ábrán látható.

A kis készülék egy egység elektromos energiával 3-4 egység meleg előállítására alkalmas. Szellőztetésre és fűtésre körülbelül 1500 kW energiát használ el egy évben, de ez három-négyszer takarékosabb annál, mintha a levegőt a sima hővisszanyerős szellőztetőbe épített fűtőszállal kellene felmelegíteni.

Pelletfűtés

A pellettel való fűtést a legzöldebb fűtésnek is nevezik, mivel megújuló forrásból, illetve hulladék hasznosításából keletkezik, valamint a keletkező füstgáznak kisebb a CO és kéntartalma, mint a bevett tüzelőanyagoknak, végül pedig CO2 kibocsátása nullának tekinthető, amely annak köszönhető, hogy a növények elégetésekor pontosan annyi CO2-t bocsátanak ki, mint amennyit életük során megkötöttek.

Az alapanyag bármilyen cellulóz-alapú növényi hulladék lehet, s bár azt hihetnénk, hogy magával a pellettel való fűtés valójában nehézkes, az ipar erre is kitalálta a megoldást: az alapanyagot nagy nyomáson rudakká préselik, melynek következtében nem csak szállítása, de kezelhetősége is könnyűvé válik. A pellet előállítható faforgácsból, fűrészporból, szalmából, mezőgazdasági hulladékból és fűből is. Csak egyetlen egy dologra kell figyelni: az eltérő minőségű tüzelőanyagokból eltérő mennyiségű salak képződik.

A pelletfűtéshez még a passzívházaknál is szükséges kémények beszerelése, amely lehet egy füstvezetésre alkalmas cső, legalább 1,5 m hosszú függőleges szakasszal. A probléma abban rejlik, hogy a cső miatt hőhíd alakul, mely megnövekedett hőveszteséggel jár, minek következtében a ház elvesztheti passzív-minőségét.

A napkollektorok

A napkollektorok önmagukban nem képesek kielégíteni egy épület fűtését és melegvízellátását, csupán rásegítésként szolgálhatnak. Két fő típusuk a sík napkollektor és a vákuumcsöves kollektor, melyek élettartama jelenleg 25-30 év.

Egy 4-5 fős család esetében általában 6 négyzetméter napkollektorral számolnak. A nagyság és a felszerelési szög megtervezésekor vagy kisebb, de egyenletes, vagy pedig maximális, de csak bizonyos időszakokra értendő energiaigényre törekszenek.

A napkollektorok hatásfoka függ a napsugárzás intenzitásától. Egy derült nyári napon 1000 W/m2-tel, míg egy ugyanilyen téli napon már csak 600 W/m2-rel lehet számolni. Természetesen, ha borult az idő az értékek tovább csökkennek, s lehet, hogy csak 200 W/m2 vehető számításba. Magyarországon az 1 m2-re eső, napsugárzásból származó energia körülbelül 1300 kWh/év. Elmondható, hogy a napkollektorok az összes energiának mintegy 35-60%-át tudják hasznosítani.

Abban az esetben, ha a rendszert csak a melegvíz előállításához használják, két hőcserélős tárolót kell a házba építeni. Ha fűtésre is használni szeretnénk, akkor a leggazdaságosabb megoldás rétegtárolóval oldható meg, mely esetben az említett két hőcserélős tároló mellé egy harmadik is kerül.

A hőszivattyúk

Tudjuk, hogy mind a föld, a levegő és a víz felmelegszik a napsugárzás következtében. Ezt az egyre népszerűbb alternatív energiaforrást hivatottak kihasználni a hőszivattyúk segítségével.

A hőszivattyúban egy zárt rendszerben vagy hűtőgáz vagy víz kering. Az előbbi, mivel alacsony nyomáson és hőmérsékleten van tartva mindenképp folyékony állapotú. A hűtőgáz vagy a víz az, ami felveszi a fentebb említettek melegét, majd egy kompresszor elektromos áram segítségével összenyomva a folyadékot, melynek következtében a nagy nyomáson jóval magasabb hőmérsékletűvé válik és így kerül át a fűtőrendszerbe vagy a melegvíztárolóba.

A föld-víz hőszivattyúk a legelterjedtebbek a hőszivattyúk családjában. Két formájuk van: a szondás és a talajkollektoros. Az előbbieknél 80-100 m-re fúrnak le a földbe, ott szondákat helyeznek el, amelyekben a hűtőgáz áramlik. Az utóbbi esetében csak 1-2 méter mélyig kell lemenni, s ott lefektetni a kollektor csöveit. A szondás rendszer előnye, hogy helytakarékosabb, ugyanakkora teljesítményt kevesebb szondával lehet elérni, viszont a kivitelezés drágább. A kollektoros rendszer olcsóbb, viszont jóval több helyre van hozzá szükség, mint a szondás rendszernél.

A víz-víz szivattyúk a talajvizek vagy kútvizek hőjét hívják segítségül. Ezek a vizek mindig legalább 8 fokosak, így a nagyon hideg időkben ezek jóval hatékonyabbak, mint a föld-víz szivattyúk.

A levegő hőjét a levegő-víz szivattyú veszi fel. A víz ez esetben a levegő hőmérsékletének köszönhetően melegszik fel, majd a hőt továbbítja is azt a fűtővíznek, illetve a használati melegvíznek.

A korszerű hőszivattyúk egy kW árammal körülbelül 3-5 kW hőenergiát állítanak elő, azaz máshogyan mondva: COP értékük 3-5. A fentiekből is leszűrhető, hogy a legjobb COP értéket a víz-víz, a legrosszabbat pedig a levegő-víz hőszivattyúval érhetjük el.

A hőszivattyúk körülbelül 35 fokos meleg előállítására alkalmasak. Ez elegendő ahhoz, hogy a padlót temperálhassuk, vagy a falakat- a mennyezetet fűtsük.

A hőszivattyúk működési iránya megfordítható: ami télen az épületet fűti és azt az elemet, amitől a hőt vonja el hűti, addig nyáron ez a folyamat a ház hűtésére megfordítható.

Puffertartályok és rétegtárolók

A puffertárolók azok a tartályok, melyek a fűtéshez szükséges melegvizet tárolják. A rendszernek köszönhetően elkerülhetőek a gyakori ki- és bekapcsolások, melyek akár 20-25%-kal is ronthatják a kazánok hatásfokát.

Léteznek melegvíztárolóval kombinált tartályok, illetve olyanok is, amelyekre napkollektor is köthető. A kollektorok energiahasznosítását azzal lehet növelni, ha rétegtárolókat használunk, amiknek a lényege, hogy lemezek választják el a különböző hőmérsékleti zónákat. Vannak önálló tartályok, melyek külön tárolják a melegvizet és a fűtéshez használatos fűtővizet, de ezek kombinációja is létezik már, melyek egyszerre működtethetők napkollektorokkal, illetve folyamatosan üzemeltethető fűtőkészülékkel is.

A kombinált rétegtározót néhány száz literesnek képzelhetjük el, amelyben három hőcserélő van: egy külső a melegvízhez, egy a fűtővízhez, a harmadik pedig a napenergiához. A tartályba kiegészítő elektromos fűtőpatront, illetve fűtőszálat is szerelnek arra az esetre, ha a borult idő miatt a napkollektor energiája nem elég, illetve ha a kiegészítő fűtőrendszer sem működik.

A tároló lehűlési sebessége (hővesztesége) 1kW/nappal vehető számításba.

A passzívházak hűtése

Mivel a passzívházaknál 10%-nál kisebb az esélye annak, hogy az épület belsejében 25 fok fölé emelkedik a hőmérséklet, ezért nincs szükség aktív hűtési rendszerekre. A hűtést legegyszerűbben a meglevő berendezések segítségével (vastag szigetelés, hőszivattyú) oldhatjuk meg.

Egy másik megoldást az árnyékolás szolgáltatja. Már szó volt arról, hogy nem mindegy az épület tájolása, de itt figyelembe kell venni azt is, hogy ahova nyáron túl sok napsütés érkezne, amit ki szeretnénk küszöbölni, az télen éppen hogy hasznosításra kell, hogy kerüljön. Az árnyékolás megoldásának bevett eszközei: a lombhullató növények, a pergola, a zsaluk és redőnyök.

A talajhőcserélő

A talajhőcserélő passzívházaknál betöltött szerepe szerint télen előmelegíti, nyáron pedig lehűti az épületbe érkező levegőt. A talajhőcserélő általában 1,5-2 m mélyen, az épület külső falától legalább 1 méternyire lefektetett cső. Indítópontjánál légszűrővel ellátott beszívótoronnyal rendelkezik. Mivel nyáron kondenzvíz keletkezik a beszívott levegő hűtése következtében, ezért a hőcserélő legmélyebb pontján egy szifon vagy gyűjtőakna van, melyen keresztül a keletkezett víz a szennyvízcsatornába vezethető.

A talajhőcserélő lényege, hogy a házba 0, de inkább 1 fokos levegő érkezzen akkor is, amikor az időjárás a leghidegebb. Átlagos talajviszonyokat feltételezve ez körülbelül 50 m-nyi csövet jelent, mely cső lehet jó hőszigetelő képességgel bíró műanyag cső, de érdemesebb a direkt erre a célra fejlesztett csöveket használni, melyeket ellátnak antibakteriális védelemmel is.

A csöveket, ha a lehetőségek adottak, a ház körül fektetik 2%-os lejtéssel, hogy a legmélyebb ponton össze lehessen gyűjteni a kondenzvizet. A talajhőcserélő karbantartása a csövek évenkénti átmosásából és a légszűrők időnkénti cseréjéből áll.

 

A passzívházakról még éveket lehetne anekdotázni, de itt nem az a célom, hogy átfogó képet nyújtsak az olvasónak, hanem hogy körülbelül megismertessem az alapokkal. Az előző cikkem végén feltett kérdésre pedig nem tudom milyen válaszok érkezhettek, de kíváncsiságomat kielégítendő, egy passzívházépítéssel foglalkozó embertől megérdeklődtem, hogy mik a visszajelzések arról, hogy milyen egy ilyen házban élni annak tudatában, hogy az ablaknyitással ugyan szellőztethetjük a házat, de megnövekednek a rezsiköltségek. A válasz ez volt: még nem érkezett panasz arra, hogy a passzív ház teljes működési rendszerét (beleértve a friss levegő utánpótlást is) gépek végzik.

források:

http://hu.wikipedia.org/wiki/Passz%C3%ADvh%C3%A1z

http://www.passzivhaz.com/Home.aspx

MEGOSZTÁS

Ha tetszett a cikk, akkor nyugodtan oszd meg ismerőseiddel, valószínű ők is örülni fognak neki.