Az An der Saale-i, 1954-ben épült családi ház teljes energetikai felújítással passzívházzá vált, és megkapta a passzívház-minősítést. A projekt bizonyítja, hogy egy régi épületnél is elérhető a passzívházakra jellemző drasztikus energiafelhasználás-csökkentés, ráadásul nem különösen nagy anyagi ráfordítással.
A felújítás után az épület primerenergia-szükséglete a korábbi 713,8 kWh/m² értékről 47,4 kWh/m²-re csökkent, a PHPP szerint számított éves fűtési energiaigény pedig 13,75 kWh/m² lett. Az energiavonatkozású, vagyis a termikus burkon belüli terület 168,3 m².
Miért különleges az An der Saale-i felújítás?
Még Németországban is ritkaságnak és példaértékű projektnek számít az 1954-ben épült családi ház passzívházzá történt felújítása. A felújított épület megkapta a passzívház minősítést.
Utoljára 25 évvel ezelőtt történt energetikai felújítás a lakóépületen, többek között műanyag ablakokra cserélték a régi nyílászárókat. A felújítás mindig kihívás az építésznek és a kivitelezőnek.
Nem mindig lehet az új építésnél alkalmazott részletmegoldásokat alkalmazni régi épületnél, különösen figyelemmel kell lenni épületfizikai okok miatt is a meglévő szerkezetre. Kay Künzel, német építész bebizonyította, el lehet érni felújítás során is a passzívházakra jellemző drasztikus energiafelhasználás-csökkentést és ráadásul nem különösen nagy anyagi ráfordítással.
Az építtetők kb. a felújítási költség ötödét kapták meg állami támogatásként a passzívház energetikai osztály elérésével. Az épület felújítása 2010 februárjában fejeződött be.
A teljes épület termikus átalakítása
Az épület teljes felújításon esett át. A belső tereket, nyílászáróméreteket és természetesen az épület termikus rendszerét is átalakították.
Alápincézett épületről van szó, így megfontolás tárgya volt, hogy a pincét is bevonják-e a termikus burok által határolt területbe. Gazdasági és használati megfontolások alapján döntöttek úgy, hogy a pince is a termikus burok része legyen.
A korábban csak tárolónak használt pinceszint padlójának hőszigetelése a gépészeti helyiségen, illetve a megmaradó tárolón kívül 50 mm ún. Kooltherm Resol-al történt. Erre a rétegre került egy 22 mm-es OSB-burkolat.
A belmagasság miatt nem lehetett vastagabb hőszigetelést alkalmazni. Az így adódó, magasabb U értékű padlórétegrend nem került negatív megítélés alá, mert ehhez az értékhez igazodó helyiségek, vagyis nem lakófunkciók kerültek betervezésre a pinceszinten.
A passzívház szerkezetei
A pince külső teherhordó szerkezete beton, a földszint és a tetőtér külső falszerkezete ún. Bims, vagyis vulkáni eredetű könnyű kő. A külső pincefalakra 30 cm polisztirol hőszigetelés került.
A földdel érintkező felületre nem volt más hőszigetelőanyag-alternatíva. A homlokzati falaknál már cellulózt használtak. A favázszerkezet 30 cm befújt cellulóz hőszigetelést kapott.
Úgyszintén a tetőszerkezet is, ott 40 cm vastagságban fújták be a régi újságpapírból készülő hőszigetelést. A szarufák között adódó szigetelt réseken jól vezethetőek az elektromos vezetékek és a szellőzőrendszer csőrendszere is.
| Szerkezeti elem | Hőszigetelés vagy rétegrend | U érték |
|---|---|---|
| Homlokzati fal | 300 mm fa tartóváz cellulóz hőszigeteléssel, átszellőztetett fa- és fémlemezburkolat | 0,128 W/m²K |
| Tetőszerkezet | 400 mm befújt cellulóz hőszigetelés, 60 mm átszellőztetett légréteg, fémlemezfedés | 0,106 W/m²K |
| Pincefal | 300 mm polisztirol hőszigetelés | 0,128 W/m²K |
| Pincepadló | 50 mm Kooltherm Resol és 22 mm OSB-burkolat | 0,395 W/m²K |
A falszerkezet rétegrendje
A passzívház falszerkezete belső, új mész- és vályogvakolatból, az eredeti Bims kőből, külső vakolásból, 300 mm fa tartóvázból, Isocell cellulóz hőszigetelésből, 16 mm DHF építőlemezből, valamint átszellőztetett homlokzatból áll.
Az átszellőztetett homlokzat fa- és fémlemezburkolatot kapott. A szerkezet hőátbocsátási tényezője U érték: 0,128 W/m²K.
A tetőszerkezet rétegrendje
A tetőszerkezetben Heraklith lapok, vakolás, párazáró fólia, amely légzáró rétegként is működik, 6/12-es szarufák, magasítás, OSB és KVH, valamint 6/4-es lapok kaptak helyet.
A rétegrend része továbbá a 400 mm befújt cellulóz hőszigetelés, a DHF lap, a 60 mm átszellőztetett légréteg, a deszkázat és a fémlemezfedés. A tetőszerkezet U értéke 0,106 W/m²K.
Nyílászárók és az épület megjelenése
Az új passzívházszintű nyílászárók részben fa, részben fa-alu tokszerkezetűek. Az épület a külső megjelenésében nemcsak új nyílászárókat kapott, hanem új struktúrát is.
Többek között a bejárati szituációt is módosította az építész. A dél-nyugati sarokra helyezte át a nyitást, valamint a jó tájolású frontokon törekedett új, nagyobb méretű nyílások kialakítására.
A nyílászárók méretének és elhelyezkedésének módosítása nemcsak energetikai okokból történt, a belső terek használatának minősége is sokkal jobban igazodik a mai elvárásoknak megfelelő lakókomforthoz.
| Nyílászáró-jellemző | Érték |
|---|---|
| Uf | 0,73 W/m²K |
| Ug | 0,64 W/m²K |
| g | 0,6 |
Az átszellőztetett homlokzati szerkezet egy része és a tető színes fémlemezfedést kapott. Az idővel kialakuló patina szép felületet ad, és újrahasznosítható anyag.
Természetes és újrahasznosítható anyagok
Az energetikai felújításnál az ökológiai szempontok is nagy szerepet játszottak. Törekedett az építész arra, hogy természetes, újrahasznosítható anyagokat használjon.
A tető és a homlokzati burkolat fémlemeze újrahasznosítható anyag, a falszerkezetben és a tetőben pedig cellulóz hőszigetelést alkalmaztak. A tetőben régi újságpapírból készülő hőszigetelést fújtak be.
Esővíz hasznosítása és nyári hűtés
Cél volt például az esővíz hasznosítása, nemcsak a már egyre több helyen alkalmazott WC-öblítésre, hanem az épület nyári hűtésére is felhasználják a kerti ciszternákban tárolt esővizet.
A kertben 3 esővízciszterna került elhelyezésre, 5000 l űrtartalommal. Az esővízzel nyáron nagyon olcsón hűthető az épület.
Ehhez egy acél csővezeték került külön beépítésre, amely a hűtőberendezésekhez kapcsolódik. Egy gömbcsap segítségével az esővizet a hőcserélőbe vezetik be, amikor szükséges, így ezen keresztül hűtik a bejövő levegőt.
Hővisszanyerős szellőzés és földhő
A földben 180 m PE-vezetéket fektettek le. A földhő segítségével télen előmelegítik a befújt levegőt.
A hővisszanyerős szellőzőrendszer üzemeltetési költsége havi 4,80 euró volt 2010-ben. Elektromos utánfűtő használatára nem volt szükség.
Pótfűtésként mobil bioetanol-kályha áll rendelkezésre. A Blower Door teszt eredménye 0,47 h⁻¹ lett.
A hővisszanyerés lényege, hogy az elhasznált levegő hőjét a hőcserélő átadja a beszívott friss levegőnek. Ezáltal a folyamatos légcsere mellett a lakótér hője nagyrészt az épületben marad.
Napelemek és energiafelhasználás
Az áramfogyasztás 75%-át fedik le a keleti tájolású tetőfelületen elhelyezett napelemek. A keleti tetőfelületen elhelyezett napelemek teljesítménye 3000 kWh közeli.
A teljes villamosenergia-használat havonta a napelemekkel történő saját termelésű árammal együtt 27 euró költséget jelentett. Az épületben elektromos utánfűtő használatára nem volt szükség.
| Energetikai adat | Érték |
|---|---|
| Energiavonatkozású terület | 168,3 m² |
| Primerenergia-szükséglet korábban | 713,8 kWh/m² |
| Primerenergia-szükséglet felújítás után | 47,4 kWh/m² |
| PHPP szerinti éves fűtési szükséglet | 13,75 kWh/m² |
| Blower Door teszt | 0,47 h⁻¹ |
| Napelemek teljesítménye | 3000 kWh közeli |
| Hővisszanyerős szellőzés üzemeltetési költsége | havi 4,80 euró |
A passzívház működési elve
A „passzívházak” olyan épületek, amelyek a közép-európai éghajlaton is rendkívül kicsi fűtési energiaigényűek, ezért nincs szükség aktív fűtésre.
Egy passzívházat nem egy „kályha” fűt, hanem az ablakokon keresztül beérkező napsugárzás és a készülékek, háztartási eszközök, számítógépek, valamint a bentlakók hőleadásából származó, meglévő hő passzív felhasználása.
A helyiségek levegőjét a hővisszanyerés előmelegíti, ami azt jelenti, hogy az elhasznált levegő hőjét, mely a lakótérből elszívásra került, egy hőcserélő átadja a beszívott friss levegőnek. Ezáltal egy hagyományos, aktív fűtés feleslegessé válik, emiatt beszélünk „passzív” házról.
Egy passzívházban nyáron is kellemes a belső hőmérséklet, mivel a hő áramlását kívülről befelé az optimális hőszigetelés megakadályozza. Az ablakokat, mint minden más háznál, egy balkonnal vagy redőnnyel itt is be kell árnyékolni.
Mit bizonyít a projekt?
Az An der Saale-i ház felújítása azt mutatja, hogy a passzívházszint nem kizárólag új építésű épületeknél érhető el. A meglévő szerkezetek, a pince, a tető, a nyílászárók és a gépészet összehangolt átalakításával egy 1954-ben épült lakóház is elérheti a passzívház-minősítéshez szükséges energetikai szintet.
A tervezés során az építész jól párosította a modern építészeti megjelenést a szerkezeti részletekkel és a gépészettel, mellyel elérte a kitűnő energetikai osztályt, a passzívházszintet.
A projektben a hőszigetelés, a légtömör épületburok, a hővisszanyerős szellőzés, a földhő, az esővíz hasznosítása és a napelemes energiatermelés egymást kiegészítő rendszerként működik.
Passzívház tervezés felfedezése - 90% energiamegtakarítás!
A passzívházak fejlődésének háttere
Az alacsony energiaszintű ház továbbfejlesztése Németországban történt. Ez nem „forradalmian új találmányok” létrehozását jelentette, hanem a rendelkezésre álló építőanyagok és gépészeti eljárások kerültek újfajta módon egymással összekombinálásra és tudományos fölülvizsgálatra.
Dr. Wolfgang Feist német épületfizikus elméleti munkáira alapozva 1991-ben épült Darmstadt-Kranichsteinben a világon az első passzívház, 15 kWh/m²év fűtési energiaszükséglettel.
Ennél a háznál a következő három elv került egymással párhuzamosan alkalmazásra:
- Az egész épületburok kiváló hőszigetelése, beleértve az ablakokat is.
- Passzív-szoláris nyereség optimalizálása nagy, déli tájolású ablakokkal.
- Kontrollált szellőztetés hővisszanyeréssel.
Az első passzívházak építésének előkészítésére létrehozott kutatócsoport számos területen vizsgálódott: alternatív építészeti terveket készítettek; javították a szellőztető-hővisszanyerő egységek hatásfokát; a szellőzés szabályozását a levegőminőségi irányelvek alapján fejlesztették ki.
Új, speciálisan szigetelt ablakkereteket és redőnyöket fejlesztettek ki; a hőhidak csökkentését szolgáló terveket készítettek; koncepciót dolgoztak ki a napenergiával való fűtésre. Mindezen újítások és eredmények alkalmazásával pedig létrejött az első passzívház Darmstadt-Kranichsteinben.