A „kevesebb” a jövő megoldása! – Low-tech épületek high-tech tervezéssel


Máshogy gondolkodunk épített környezetünkről. Egy új tervezési módszer eredményképpen rég elfelejtett technológiákat is felhasználva olyan épületeket lehet létrehozni, amelyek minimális energiafelhasználás mellett maximális komfortot biztosítanak és hosszú távon fenntarthatóak. Ez az ENERGIADESIGN.

A hőszigetelés mint szarvashiba

Az elmúlt két évszázad építészete az ökológiai kérdésekkel „elfelejtett” foglalkozni, az utóbbi évtizedekben pedig főleg a fűtési energiafogyasztás csökkentésére koncentrált, amelynek eredményeként a hőszigetelés megjelenésével az épületekből termoszkannák lettek. Az ENERGIADESIGN ezzel ellentétben ismét figyelembe veszi az elfelejtett energetikai és klimatikai szempontokat, valamint a nagyon hatékony tradicionális építési módokat. Közben a környezetet figyelembe vevő tudatos tervezés és építés régi módszereit kombináljuk a legújabb, leginnovatívabb tervezési-építési technológiákkal. Tehát standard építész, gépész és villamos rendszerek összeállítása helyett a fenntarthatósági célokat a fizika természettudományos módszereivel érjük el.

Kistelegdi István. fotó: Energiafigyelő/Takács Zoltán

Kistelegdi István. fotó: Energiafigyelő/Takács Zoltán

A természeti rendszerekből tanulva energiahatékony, természetes működési elveket, szerkezeteket is alkalmazunk, figyelembe vesszük és lehetőleg kiaknázzuk a helyi földrajzi és időjárásbeli adottságokat. Az épület geometriája és az épületburok mellett a hőmérsékletek, szoláris sugárzás, energia és az idő dimenziói is fontos szerepet játszanak, amelyeket az év minden napjára vonatkozóan, akár órára lebontva figyelembe vesszük a tervezésben. Az ily módon összekovácsolt építészet és fizika innovatív épületterveket eredményez, amelyeket okos eszközökkel, szimulációkkal ellenőrzünk, optimalizálunk.

Energiadesign terv

A tervezett épületek energiamérlege pozitív, tehát több energiát termel, mint amennyit fogyaszt. A belső komfort pedig nem csak hőérzetet jelent, hanem az összes érzékelési mód összhatását.

Így tervezünk mi

Az építtető igényei alapján a tervező kialakítja a helyiségek elosztását az épületben, valamint a homlokzatot és tetőt is meghatározza, mely a külső és belső tér közötti szabályzó „membránként” kell, hogy működjön. A fenntartható épületek tervezésekor már ebben a kezdeti tervezési fázisban szükséges a helyiségkondicionálás és energiaellátás koncepciójának elgondolása mind a négy évszakra vonatkozóan.

Energiadesign1

Az épület használata szempontjából lényeges tételek, mint például a nappali természetes megvilágítás vagy a komfortos szellőzés sem az építészeti tervezés lezárása után következő kérdések, hanem szerves részei már a korai tervezési szakaszoknak is. A helyiségkondicionálás koncepciója meghatározza a fűtés- és hűtésközpont rendszerét és a megújuló energiaforrások alkalmazhatóságát is. A minimális építési és épületüzemeltetési energiaigény eléréséhez lényeges a funkcionális és komfortkövetelmények figyelembevétele a helyi meteorológiai adottságokkal együtt. Kritikus szemmel nézve a követelményeket gyakran nagy mennyiségű energiamegtakarítást, környezethez „igazított” épülettömeg és burokszerkezet tervezésével gépészetcsökkentést tudunk elérni. Az energiakoncepció tervezésekor felmerülő legelső gondolatnak azzal a kérdéssel kell kezdődnie, hogy lehet-e bizonyos energiaszolgáltatásokat teljes mértékben elhagyni anélkül, hogy ez az épületet minőségileg negatívan befolyásolja, és ha igen, milyen mértékben.

Energiadesign_3D_NE_coolest day

Ehhez a numerikus módszerek mellett a tervező tapasztalatára és intuíciójára is szükség van. Az energiaforrásoktól egészen az energiaszolgáltatásokig a teljes energialáncolat útját végig kell járni és ellenőrizni, hogy a rendszer megfelelő hatékonysággal működik-e.

A sztori az épület megvalósítása után is folytatódik…

Az épület kivitelezése után még nincs lezárva a fenntarthatóság és az energiahatékonyság kérdésköre, hanem akkor kezdődik csak igazán. Amit a tervezés folyamán fejlesztettünk, számoltunk, szimuláltunk, azt a gyakorlatban még bizonyítani kell, ezért az épületek felügyeletét monitorozni kell. Ezúton vizsgáljuk, hogy a tervezett épület komfortjának előállításához szükséges energiafogyasztás „partiban van-e” a valós épület tulajdonságaival.

Tervezési útleírás

Az EnergiaDesign tervezési filozófiából a jövő épületei számára egy eddig nem létező, teljesen új, speciális tervezési módszert fejlesztettünk ki. A DEKA (dinamikus energetikai, klimatikai és aerodinamikai) épületszimulációkkal támogatott tervezési technika segítségével energiahatékony null- és pluszenergia mérleggel rendelkező épületek tervezése és intelligens építéstechnológiák fejlesztése lehetséges. A kifejlesztett modellezési út a feladatállítástól a végeredményig egy útinaplóhoz hasonlóan rögzítésre kerül.

Energiadesign folyamat

Épületbionika: tanuljunk a természettől!

Az EnergiaDesign tervezési technológiák egyik legalapvetőbb elve a természet megértése és tanulmányozása, azaz a bionika, amely minimális ráfordítással olyan működőképes organizmust hoz létre, melynek energiahatékonysága maximális. Például a pingvin úszása közben áramlásgyorsító hatás alakul ki a háta és hasi oldala mentén, ezt épületek passzív szellőztetésére is használni tudjuk.

hirdetés

Épületburok mint harmadik bőr

Az emberi burok, a bőr véd a bakteriális, kémiai és fizikai behatásoktól, szabályozza a nedvességtartalmat, hőmérsékletet. A különböző klimatikus viszonyokhoz való alkalmazkodás a bőr egyik legfontosabb feladata, szabályozva az emberi szervezet hőleadását. Hőségben a felső rétegek hőleadása növekszik, hidegben pedig csökken a vérellátás, ezzel együtt a hőveszteség.

Energiadesign

A ruházat a test természetes burka – a bőr – mellett egy mesterséges héjat hoz létre. Ezért gyakran „2. bőrnek” is hívják, mely fel- és levehető. Rendeltetése a legkülönbözőbb funkciók ellátása: véd az időjárás, ill. más külső fizikai behatások ellen, melegít, hűt, beszívja az izzadságot és nem szabad, hogy gátolja a bőr lélegzését. Erre az organikus anyagok, pl. a természetes gyapjú és selyem kiválóan alkalmas. A ruha emellett divat- és díszítőelemként is szolgál és egyfajta üzenethordozóként kommunikációt is ellát.

Kistelegdi István. fotó: Energiafigyelő/Takács Zoltán

Kistelegdi István. fotó: Energiafigyelő/Takács Zoltán

Mintegy 3. bőrként az épület külső héjának hasonló feladatokat kell ellátnia, mint a test bőrének vagy a ruházatnak, amelyek külső és belső világot hoznak létre, határolnak, miközben áteresztő tulajdonságuknak köszönhetően cserefolyamatok keletkezhetnek. Bolygónk épületeit lényegében két tényező határozza meg: a helyi időjárási, éghajlati viszonyok és a rendelkezésre álló anyagok, technológiák.

Jövő a múltban

Ha ökológiáról beszélünk, fél szemmel mindig a múltba is kell tekintenünk, mert az emberiség története tulajdonképpen az energiaátalakítás története. Minden történelmi korszak kifejlesztette saját energiahasznosító technikáját. Az emberek energiafogyasztásának történelme 3 részből áll: prefosszilis, fosszilis és posztfosszilis korszakból. Ebben rejlik, hogy miért szükségszerű és elkerülhetetlen az ökológiával foglalkozni az építészetben is.

Energiadesign epulet

Másrészt azért kell a múltba visszatekintenünk, mert a prefosszilis korszak lakhelyei energetikailag magasabb szinten voltak, mint a legtöbb mai épület, hiszen minimális energiabehozatallal, ugyanakkor minimális energiaveszteséggel, az adott lokális környezeti viszonyoknak kiszolgáltatva, azokat használva, kellemes belső klímát lehetett létrehozni.

Akkoriban a „látványos” építészet mindig egy gazdag, szűk elit privilégiuma volt, akik meg tudták fizetni a tervező specialistákat és ki tudtak bújni az energia- és üzemeltetési problémák alól.

Dinamikus épületszimulációk

A szimulációs modellezés és számítások segítségével precíz visszajelzést kapunk az épület klimatikai (épület belső hőmérséklet, páratartalom, légminőség, fényviszonyok, sugárzás) viselkedéséről. A szimulációk eredményei arról is magas felbontású, részletes képet adnak, hogy milyen energiamennyiség szükséges a belső komfortkörnyezet előállításához és az épület üzemeltetéséhez.

Széllel hűtött házak

Az épületaerodinamika egy innovatív terület, egyrészt az épületekben és környezetükben kialakuló szélhatással foglalkozik, másrészt az épületekben fellépő termikus légáramlások alakulását vizsgálja szélcsatorna tesztekkel és áramlástani szimulációkkal. Miért fontos ez? Mert bizonyos formák alkalmazásával hatékonyabban lehet átszellőztetni az épületeket, egyben hűteni a belső tereket, energiát megtakarítva. A szélenergia tehát nemcsak áramtermelésre, hanem esetünkben passzív épülethűtésre és szellőzésre is alkalmazható.

Esszencia

Az ENERGIADESIGN épületek nem bonyolult gépesített műszaki tartalommal rendelkeznek, hanem formájuknak és kivitelüknek köszönhetően egyszerűen szabályozható és üzemeltethető tiszta épületkoncepciók, megújuló energiaforrásokkal táplálva. Az egyszerű, low-tech épület nem buta épület, hanem olyan, amelynek megvalósításához nagyon intelligens, high-tech tervezésre és rendszerelméletet alkalmazó gondolkodásra van szükség.

Az EnergiaDesign tanszék és kutatócsoport 2010 nyarán alakult, azzal a céllal, hogy a Pécsi Tudományegyetem Műszaki és Informatikai Karán önálló szervezeti egységként a fenntartható, környezettudatos és energiahatékony épülettechnológiák témájában oktasson és kutasson. Az interdiszciplináris csoport tematikáját tekintve nem csak hazánkban, hanem nemzetközi szinten is a ritkaságszámba menő tanszékek közé tartozik.

A tanszék és a kutatócsoport vezetője Prof. Dr. Kistelegdi István.

forrás: Energiafigyelő magazin 2015/1. szám.

Energiafigyelő magazin 2015-1

Szólj hozzá!

You must be bejelentkezve to post a comment.