Az épület pozitív energiamérlegének két alappillére az energianyereségek maximalizálása és a veszteségek minimálisra csökkentése, azaz nyerjük ki a napsugarakból a lehető legtöbb enerigát, és tartsuk meg amennyire csak lehet. Az aktív nyereséget az Odoo esetében a beépített 9kWp napelemes teljesítmény adja, a passzív úton nyerhető energiát pedig az építészeti formálás (az előző fejezetben már érintettük: tájolás, tömeg, üvegfelületek…) és az épületgépészet eszközrendszereivel együttesen igyekeztük maximálisan kihasználni. Ebben a részben ezeket az aktív és passzív nyereséget adó megoldásokat mutatjuk be.

Az aktív nyereség

Az Odoo egyik alapkoncepciója, hogy a napelemek ne csak „szükséges rosszként” legyenek valahol elhelyezve a házon, hanem építészeti elemekként a ház megjelenésének és szerkezeteinek is szerves részét képezzék. Az elsődleges energiaforrás a ház 6°-os lejtésű tetején található monokristályos napelemező, amely úgy van felszerelve, hogy a napelemek és a tető szerkezete között szabadon kiszellőző sáv legyen. Az átszellőztetésnek köszönhetően a napelemek felmelegedése korlátozható, így 15-18%-kal nagyobb hatásfokkal dolgoznak, ráadásul a szellőző résben áramló levegő hűti az épületet is. A nyári falon található függőlegesen szerelt napelemek a téli, alacsony beesési szögű napsugarak hatására dolgoznak a legnagyobb hatásfokkal.

teto robbantott blogra Két év munka gyümölcse öt részben elmesélve, 2.rész

Passzív nyereség maximalizálása

Tömegforma

Az előző fejezetben már érintettük, hogy nagy hangsúlyt fektettünk arra, hogy egy bonyolult, tagolt épületforma helyett kompakt tömegalakításra törekedjünk. Ezzel alapvetően határozzuk meg az épületünk hőleadási tulajdonságait. Egy ház fűtési energiaigényét  befolyásolja a ház lehűlő felületének (A) a fűtött térfogatához (V) viszonyított aránya (A/V-arány). Akkor kapunk minél kompaktabb formát, ha a ház térfogatához arányaiban kisebb lehűlő felület tartozik, azaz ez a szám minél kisebb, de a nullát természetesen sosem fogja elérni. Az Odoo lehűlő felületének és a fűtött térfogatának arányszáma: 1,35. A pontos arányszámot a vizsgált test mérete is befolyásolja, mivel egy nagyobb test A/V aránya jóval kedvezőbb egy kisebb testhez viszonyítva. Így konkrét küszöbérték nem állapítható meg, hogy mikortól “jó” az arány, szemlélet alapján azonban jól látható, hogy az Odoo enyhén trapézos alaprajzra szerkesztett formája közelítőleg téglatest alakú, és arányaiban nem áll távol az ideálisnak tekinthető kocka formától. A tömegre vonatkozó építészeti döntéssel tehát máris megalapoztuk a fűtésre fordítandó energia minimalizálásának a lehetőségét.

aperv arany Két év munka gyümölcse öt részben elmesélve, 2.rész

A déli homlokzat megkétszerezése

Előző írásunkban már említettük a megkettőzött déli homlokzat előnyeit: a lakóegység déli fala nyílászárók sorából áll, a hatalmas üvegfelület (pontosan 32m2) a napenergia passzív felvételét látja el, a terasz déli oldalán található második falat pedig függőlegesen elhelyezett napelemek burkolják, ezek aktív energiatermelők. Ugyanakkora fűtendő-hűtendő térfogatra tehát kétszer akkora energiatermelő felület áll rendelkezésre, mint normál esetben.

dupla deli homl Két év munka gyümölcse öt részben elmesélve, 2.rész

Hőtároló tömeg

Ahhoz, hogy a hőszigetelő burkon belül stabil legyen a hőmérséklet, -azaz a külső hőingadozás minél kevésbé befolyásolja a benti hőmérsékletet- nagy tömegű, ún. hőtároló tömegre van szükségünk. Hagyományos házaink esetében ezt a feladatot általában a tégla, a beton, vagy éppen a vályog falazat látja el, esetünkben azonban – mivel a szállíhatóság miatt könnyűszerkezetes az épület – ezek az anyagok szóba sem jöhetnek. Az alternatív lehetőségek közül végül a választásunk a vízre esett: hőszigetelt tartályokat terveztünk a nyári falba rejtve, és csőrendszert a házba. Miután összeszereltük az épületet, a világ bármely pontján feltölthetjük vízzel, ha pedig szeretnénk, bármikor leengedhetjük. A víz, mint alapanyag bárhol elérhető, olcsó (egyelőre…), nagy a hőkapacitása, kellő mennyiségben a szükséges tömeget tudja biztosítani, és környezetbarát. 3,5 m3 víz keringetésével a szükséges mértékig növelni tudjuk az épület tömegét, és megakadályozzuk, hogy túlmelegedjen vagy túlhűljön.

Félpasszív fűtés-hűtés

A padló anyaga -amelybe a csőrendszert ágyazzuk- egy vékony szálerősítéses estrichréteg. A beton, mint hőtároló tömeg kiegészül a csövekben keringetett vízzel, ami folyékony közegként a hő megfelelő irányú szállítására alkalmas. Ha fűteni szeretnénk, a hőt a beltérbe szállítja, ha hűteni, akkor elszállítja, így felülettemperáló rendszerként működik. A félpasszív hűtő-fűtő rendszerünkhöz csupán egy szivattyúra van szükség, az alkalmazott víznek pedig -megfelelően tisztítva- az esővíz tökéletesen megfelel.

Fűtés

A passzív fűtés úgy működik, hogy az üvegen beáramló napsugárzásból adódó hőt a hőtároló tömeg (víz) felveszi, egy hőszigetelt tartályban tárolja, majd amikor a napsütés megszűnik egy szivattyú segítségével visszakeringeti a beltérbe, és a hőt a levegőnek leadja.

01 Két év munka gyümölcse öt részben elmesélve, 2.rész

télen nappal

02 Két év munka gyümölcse öt részben elmesélve, 2.rész

télen este

Hűtés

A levegő hűtését mennyezeti csőrendszerben keringetett víz végzi. A nappal felmelegedett vizet egy szivattyú éjszaka a napelemek felületére locsolja, az éjszaka jelentősen lehűlt panelek felületén végigfolyó víz egy része elpárolog, így hőt von el, a maradék, – a tetőn végigfolyva már lehűlt- vizet pedig egy szigetelt tartályban tároljuk. Másnap a mennyezet alatti csőrendszerben keringetve elvonja a hőt a belső térből, ezáltal hűti a levegőt a víz maga pedig felmelegszik, egészen estig, amikor az egész folyamat újrakezdődik.

03 Két év munka gyümölcse öt részben elmesélve, 2.rész

nyáron nappal04 Két év munka gyümölcse öt részben elmesélve, 2.rész

nyáron éjjel

Árnyékolásarnyekolo blogra1 Két év munka gyümölcse öt részben elmesélve, 2.rész

Az árnyékolás rendszere kettős: a csupa üveg homlokzat elé függőleges, automata árnyékoló kerül, míg a teraszt felül kifeszített, vízszintes napvitorlák árnyékolják. A belső tér így kétszeresen védett a sugárzástól. A központi épületautomatizálási rendszer által működtetet (de természetesen képpel is szabályozható) függőleges vászonárnyékoló kiváló hő- és fényvisszaverő képességű. A napsugárzás hőenergiájának 66%-át visszaveri, 16%-át elnyeli és csak a 18%-át engedi át a házba, a belső terek hűtésére tehát kevesebb energiát kell felhasználni. Mindemellett az anyag kellőképpen áttetsző, nem kell vaksötétben botorkálnunk a lakásban.

Passzív veszteségcsökkenés

Épületburok

Az épület homlokzatburkolata fekete fa, potosabban három rétegű, nagytáblás lucfenyő. A burkolat felületén már akkor is sokkal magasabb lenne  a hőmérséklet, mint a környező levegőé, ha nem lenne fekete, ezért egy speciális festékkel vonjuk be, ami a napsugarak 84-88%-át visszaveri. Ezen kívül a homlokzat is szerelt technológiával készül, azaz a tetőhöz hasonlóan itt is átszellőzést biztosítunk a burkolat mögött, így csökken a hőterhelés a belső szerkezetre, és a fekete falat is nyugodtan megtapinthatjuk.

fal robbantott Két év munka gyümölcse öt részben elmesélve, 2.rész

Termikus burok

Az épület belső, termikus burka -azaz a szigetelés- a külső burkolatok és átszellőző rések után következik. Ennek a szerepe, hogy a megszerzett hőt –vagy nyáron épp a hideget-  ne engedje elveszni. Akkor tudja ellátni a feladatát, ha sértetlen, és a szükséges vastagságban tudja körbeburkolni a házat, azaz nem gyengítik hőhidak. termikus burok Két év munka gyümölcse öt részben elmesélve, 2.részEsetünkben ezt még bonyolultabb biztosítani, ugyanis a szállíthatóság miatt a ház négy modulra szétszedve fog felépülni, majd utazni, és ezeket a modulokat kell majd ismét összeépíteni a végleges összeállításkor. A ház hőszigetelő burka 24cm vastag -újrahasznosított papírból készült- cellulózréteg (deklarált hővezetési tényezője U = 0,039 W/m2K), amit a külső oldalán víz- és szélzáró homlokzati fólia véd a nedvességtől. A modulcsatlakozások helyén beépítünk egy szerelősávot, amit összeillesztéskor eltávolítunk, és belülről a rendszer saját ragasztószalagjával a belső oldali lég- és párafékező fólia is felületfolytonosítható. A déli homlokzat nyílászárói fokozott légzárási és hőszigetelési mutatókkal rendelkeznek, így az egész burokra összességében elmondható, hogy minden határoló szerkezet esetében (a hőhidak figyelembevételével is) U≤0,15 W/m2K hőátbocsátási tényező alatt teljesít.

Összességében elmondható, hogy a ház energiamérlege pozitív, csak hosszan tartó borús napokon kell pufferenergiához nyúlni -mint ahogy az tisztán napenergiával működő rendszereknél lenni szokott. Azonban az épület az éves energiaigényéhez képest budapesti körülmények között kétszer annyi energiát termel, így ha a tárolás megoldható, elmondhatjuk, hogy képes teljesen önállóan kielégíteni az energiaszükségletét.

Épületszerkezet tervezők: Bakos Bálint, Áts Árpád, Leskó Zsuzsanna, Tóth Emese, Dévai Zoltán

Épületgépész tervező:  Erdős Attila, Makai László, Oravecz Ágnes, Pfeningberger Bálint, Nagy Viktor, Pálfi Szabolcs, Haas-Schnabel Gábor

Konzulens:  Pataky Rita mestertanár és Szikra Csaba mestertanár

Mentor:  Dr. Becker Gábor, a BME Építészmérnöki Kar dékánja

Lead Faculty Advisor:     Varga Tamás DLA, egyetemi docens

Kommunikáció: Birtalan Orsolya, Nagy Orsolya