Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1
MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK AZ ÉPÍTÉSZETBEN
Csoknyai Tamás PhDBME Épületenergetikai és Épületgépészeti
Tanszé[email protected]
2
Alacsony energiafelhasználású ház
Mai átlag (180-280 kWh/m2,év)Német szabvány 1982 (150 kWh/m2,év)Német szabvány 1995 (100 kWh/m2,év)EN EV 2002 (60 kWh/m2,év)Alacsony energiafelhasználású ház (50 kWh/m2
,év)Ultra-alacsony energiafelhasználású ház(30 kWh/m2 ,év)Passzív ház (15 kWh/m2 ,év)Nulla fütési energiafelhasználású ház (0 kWh/m2 ,év)Autonóm ház (0 kWh/m2 ,év)
3
KLÍMATUDATOS ÉPÍTÉSZET
4
A klímatudatos építészet fogalma
Fosszilis és környezetkárosítú energiaforrások használatának csökkentése
Energiaigény minimalizálásaMegújuló energiaforrások alkalmazása
Hőnyereségek növeléseHulladéktermelés minimalizálása (szennyvíz, háztartási, építési hulladék)Hulladékok újrahasznosításaTermészetes fény maximalizálásaKözvetlen kontaktus a környezettel
5
Energiaveszteségek csökkentése
HőszigetelésHővédő üvegezésekSzellőzési veszteségek csökkentése
Légzáró ablakokHővisszanyerős szellőzés
Kompakt forma (ΣA/V minimalizálása)Északi oldalon kis ablakokJó hatásfokú, szabályozható hőszolgáltató rendszerek
6
Szoláris nyereségek maximalizálása
Nagy déli tájolásó üvegezett felületek Speciális üvegezések
Nyáron: Árnyékolás
7
Megújuló energiaforrások hasznosítása
SzélenergiaHulladék energiaFotovoltaikusrendszerek, napkollektorokFöldenergiaÓceán energiája (hullámenergia, apály-dagály erőmüvek)Vízenergia
8
Aktív és passzív házak
Aktív ház: megújuló energiaforrások aktív hasznosítása mechanikai rendszerekkel: PV-cellák, napkollektorok, hőszivattyúk, szélerőmüvek, stb..Passzív ház: megújuló energiaforrások passzív hasznosítása elsősorban napenergia-, hőtároló tömeg és természetes szellőzés segítségével. Épülettömeg alakítás, speciális üvegezések, transzparens hőszigetelés, tömegfal, trombe fal, napterek, átriumok, stb.Hibrid ház: jellegében passzív, de mechanikai rásegítés
9
Passzív házak Extrém alacsony fütési hőfelhasználás ultrahatékony épületkomponensekkel
Forrás: Dr.-Ing. Rainer PflugerPassive House InstituteDarmstadt, Germany
10
11
Épületek összenergiafelhasználása
Vill. áram, háztartásVillamos áram, szell.HMVFütés
12
90% energy conservation
for space heating
fütéshasználati meleg vízelektromos áram
90 %-os fütési
energia-
megtakarítás
13
Hőszigetelés
14
Hőszigetelés minden szerkezettípusra
15
Nyílászárók, építészeti részletek
U-érték: 0,4-0,9 W/m2KLégtömörségHőhídmentesség
16
Fütési rendszer
Radiátoros rendszer:
Hagyományos radiátoros rendszer
Passzív ház
Kis teljesítményü légfütés
17
Ulm: Energon Irodaház - Stefan Oehler
Passzív épületek – irodaházak, iskolák, ...
Waldshut:
iskolaépületHarter + Kanzler
Weiß/Stahl
Steyr: Ipari épület
Hagen:
diákotthon
Ralph Wortmann
18
200 kWhm²a
26kWh/m²a
85%csökkenés
hatékonyságnöveléssel
• födémszigetelés• homlokzati falak szig.• passzív ház ablakok• hővisszanyerő• kondenzációs kazán
előtte utána
19
Költséghatékonyság
0
20
40
60
80
100
120
140
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Fajlagos fütési hőigény [kWh/(m²év)]
Köl
tség
ek [€
/m²]
ÖsszköltségEnergia költségÉpítési költségek
Alacsony en.felh. ház
Köl
tség
csök
k. h
agyo
m. f
ütés
elha
gyás
ával
Passzívházlégfütés
20
Exponenciális növekedés Németországban
Első passzív ház lakópark
Első passzív ház, Darmstadt
Kranichstein
Passzív ház
lakópark
Ulm 2000
Németországban épített passzív lakások száma
21
38 % megtakarítás
Háztartási villamos energiafelhasználás
22
IEA-ref: +50%
IEA: A világ energiafelhasználás várható alakulása
gazd. növekedés
világ primer energia
megújulók
23
+ hatékonyság+ megújulók
Megújulók növelése
IEA: A világ energiafelhasználása
gazd. növekedés
világ primer energia
megújulók
24
Passzív szoláris térfűtés
25
Energiagyűjtő falak
Tömegfal:
Trombe-fal:
Transzparens hőszigetelésű fal:
26
Tömegfal télen
Nappal: Éjjel:
27
Tömegfal nyáron
Nappal: Éjjel:
28
Vízfal
29
Fázisváltó fal
30
Trombe-fal télen
Nappal: Éjjel:
31
Trombe-fal nyáron
Nappal: Éjjel:
32
Transzparens hőszigetelés 1
33
Télen nappal: Nyáron nappal:
Transzparens hőszigetelés 2
34
Napterek működése
Éjjel
Frisslevegő előmelegítés éjjel
Frisslevegő előmelegítés 20 C naptérhőm. felett
35
Naptér példákBeüvegezett lodzsa
Télikert
Átrium
36
AKTÍV SZOLÁRIS RENDSZEREK
37
NAPKOLLEKTOROK
38
Napkollektoros rendszer fő elemei
kollektor, szolár tároló
hőleadók,
szekunder rendszer, kiegészítő futés(kazán)
39
Síkkollektorok
Transzparens síklemezCsőhálózat,melyben a hőhordozó közeg kering (általában réz), Abszorber (általában alumínium), Keretszerkezet, Hőszigetelés.
40
Síkkollektor példák
41
Síkkollektorok, hengeres tükörfelülettel
42
Parabolikus Kollektorok
43
Vákuum kollektorok
A vákuumkollektor cső a csőben elv alapján épül fel. A külső csőben vákuum van, a belsőben áramlik a hőhordozó közeg.
44
Aktív térfutés 1
Derült ég; a kollektorral realizált hőnyereség meghaladja az igényeket: aktív szoláris térfutés + tároló futés.
45
Aktív térfutés 2
Éjszaka vagy borult idő: futés a tárolóból
46
Aktív térfutés 3
Éjszaka vagy borult idő, a tároló már kimerült: tároló felfutése a kiegészítő kazánnal
47
Szoláris térfutés és melegvíz-előállítás kombinációja
48
A szükséges kollektorrendszerbecslése
Szoláris térfutéshez: kollektormező felülete = 0,3*alapterület, tárolótérfogat m3-ben =
= 0,1*kollektorfelület (m2). Használati melegvízellátáshoz: 4 m2 kollektor, 300 l tárolótérfogat egy 4 fős háztartáshoz.
49
FOTOVOLTAIKUS RENDSZEREK
50
Fotovoltaikus cellákPV-cella: Fényből elektromos áramot hoz létrePV-cellák működési mechanizmusa és csoportosítsa a
http://www.egt.bme.hu/ecobuild/pv.htmPV cells
alatt olvasható angol nyelven.
51
Önálló PV-rendszer 1
52
Önálló PV-rendszer 2
Villamos hálózattól távol eső esetekben alkalmazandóA tárolás akkumulátorral történikInverter segítségével az egyenáram váltóárammá alakítható
53
Hálózatra kapcsolt PV-rendszer
Az energiatárolás problémája nem jelentkezikA hálózatba táplált áramot kötelező felvásárolniA bevitt és a kivett áramot külön mérő regisztrája
54
Hibrid PV-rendszer 1
55
Hibrid PV-rendszer 2
Két áramforrást kombinál (Diesel-motor és PV-cella)Egyenletesebb, megbízhatóbb üzemCsúcsigények jobb kielégítése
56
PV rendszerek az épületen
PV cellák lehetnek: Az épületburkolófelületére illesztett, de a szerkezettől független rendszerek, Épületbe intergrált rendszerek, pl. napellenző, árnyékoló elemek, Épületbe integrált szemi-transzparens elemek, melyek diffúz természetes fényt tudnak biztosítani,Épületbe integrált burkolóelemek, pl, tetőcserepek közé, vagy homlokzatra, Épületbe intergrált, hőtechnikai rendszerrel kombinált megoldások, például cirkulált levegőelőmelegítés a PV-cella és az épület burkolófelülete között
57
Követelmények épületeken alkalmazott PV-rendszerekre
Párahatásoknak való ellenállásCsapóesőnek való ellenállásKondenzációnak való ellenállásElekromos csatlakozások időjárás-állóak legyenek,A PV-rendszereket földelni kell.
58
Épület példák 1PV cellamező homlokzaton -Berlin
59
Épület példák 2
60
Épület példák 3PV panelok szemi-transzparens elemként a Freiburg-i „Solarzentrum”-ban
61
Épület példák 4
PV panelok árnyékoló elemként egy németországi családi házon
PV panelok árnyékoló elemként a télikert üvegtetején
62
Épület példák 5
PV panelok árnyékoló elemként
PV panelok árnyékoló elemként
63
Épület példák 6
Átriumos épület sémája: szemitranszparens PV panelek az átriumfelett
64
Épület példák 7
65
Épület példák 8
66
Passzív ház példák
Mile House in Bucsa, Hungary
67
Spinney Garden, London
68
69
70
Koppányi Ház, Budapest
71
Példák transzparens hőszigetelésekre, tömeg- és trombe-falakra
72
Passzív hütés példák
73
74
Aktív és hibrid ház példák
75
OM Szolár ház, Japán
76
Heliotrop épület, Freiburg
77
78
Nulla fütési energiafelhasználású ház, Berlin
79
Autonóm ház, Freiburg
80
Modern vályogépítészet
81
A Feldkirch körzeti kórház felújítása,
Austria
82
Köszönöm megtisztelő figyelmüket!