Miként adaptáljuk az épülethomlokzatokat az éghajlat szélsőséges változásához?

Amikor az épületek energiahatékonyságáról beszélünk, elkerülhetetlen, hogy megemlítsük a hőszigetelést. Ritkán látjuk egy kész épületben, és még a műszaki rajzokon is csak vékony nyílásként jelenik meg a szigetelőréteg. Pedig ez az elem létfontosságú, mivel ez akadályozza a hőáramlást, gátolja a belső és a külső tér közötti energiacserét, csökkenti a télen távozó hőmennyiséget és a nyáron beáramló hőenergiát.

Egy jó hőszigeteléssel rendelkező épületben kevesebb gépészeti eszközre van szükség (és az energiapazarlás szintje is alacsonyabb) a ház kellemes hőmérsékleten tartásához, ami egyben csökkenti a szén-dioxid-kibocsátást is. Jelenleg számos országban egyre szigorúbb paraméterekkel írják elő az épületek hőszigetelésének minimális szintjét. De hogyan kellene kezelni ezt a kérdést a közeljövőben, az aggasztó éghajlati válság előrejelzése mellett?

Az EPA (Amerikai Környezetvédelmi Ügynökség) szerint a globális átlaghőmérséklet emelkedése az időjárási minták széles körű változásával jár együtt. Tudományos tanulmányok azt mutatják, hogy az ember okozta éghajlatváltozással valószínűleg gyakoribbá vagy intenzívebbé válnak az olyan szélsőséges időjárási események, mint a hőhullámok és a nagy viharok. De mi köze van ennek az építészethez? Az építőipar a CO2-kibocsátás közel 40%-áért felelős. És ennek nagy része, egészen pontosan 28%-a az épületek üzemeltetéséből származik, amelyek a bolygó teljes energiaigényének 36%-át is felhasználják az épületek és az építőipar globális helyzetéről szóló jelentés 2020-as adatai szerint. Itt válik fontossá a hőszigetelés.

A hőveszteség vagy -nyereség konvekció, vezetés és sugárzás útján történik. Ezek elkerülhetetlenül bekövetkeznek, de a tervező feladata, hogy szabályozza a hőveszteség vagy hőnyereség gyorsaságát – ez a megfelelő építőanyagok és technikák alkalmazásával szabályozható a magas szintű szigetelést tartalmazó, légmentes épületburkolat kialakítása és fenntartása érdekében. Általában az épületben a hőátadás 40%-a a tetőn keresztül történik, legfeljebb 25%-a a falakon keresztül, és legfeljebb 15%-a a padlón keresztül.

A környezetbarátabb épületek kialakításához mindig a lehető legtöbb passzív komfortstratégiát kell alkalmazni, attól függően, hogy hol helyezkedik el a projekt, ami a legjobb kiindulópontot jelenti. A forró éghajlatú épületek általában jobban támaszkodnak a természetes szellőzésre és a nagy hőtehetetlenségű anyagokra (például téglára vagy kőre), amelyek hosszabb ideig megtartják a kívülről érkező hőt, és így hűvösen tartják a belső teret. Hideg éghajlaton a kisebb hőtehetetlenségű anyagok (például a fa) biztosítják, hogy a terek szükség esetén gyorsabban felfűthetők legyenek. A szigetelés mindkét esetben kritikus fontosságú a hőáramlás kezelésében és a lakók védelmében a külső időjárástól, legyen az hideg vagy meleg.

Az egyes helyzetekhez szükséges értékek méréséhez tudni kell néhány fogalmat. Az R-érték a szigetelőanyag hatékonyságára utal, és 1 és 60 között változik. Minél jobban ellenáll a hőátadásnak az anyagok között, annál magasabb az R-érték. Az U-érték viszont a globális hőátadási együttható, és az R-érték fordítottjával határozható meg. Ez egy olyan tulajdonság, amely leírja, hogy az építőelemek egységnyi területre vetítve mennyire jól vezetik a hőt egy hőmérsékleti gradiens felett.

A jelenleg forgalomban lévő fő szigetelő termékek az üveggyapot, a kőzetgyapot, a cellulóz és a poliuretánhab. Mindegyik lehetőségnek különböző tulajdonságai és jellemzői vannak, amelyek tájékoztathatják az adott helyre vonatkozó anyagválasztásról. De léteznek más anyagok is, mint például az expandált polisztirol, az airgel, a parafa, a szalma, a micélium és a kender. A fent említettek közös tulajdonsága, hogy könnyűek és képesek jelentős mennyiségű levegőt megkötni.

Becslések szerint a megfelelő hőszigetelés akár 30%-kal csökkenti a fűtési és hűtési költségeket, és a szigetelőanyagokba történő beruházás költségei akár 5 év alatt megtérülnek a számlák csökkenése, sőt a fűtési és hűtési rendszerek kapacitásának csökkenése révén. Ha figyelembe vesszük a meglévő épületállományt és az újonnan építendő épületeket, akkor egy ország vagy az egész világ számára mérhető az energiamegtakarítás. Egy EURIMA jelentés például arra a következtetésre jutott, hogy Európában évente 310 millió tonna fűtéssel kapcsolatos kibocsátás lenne elkerülhető, ha az új és meglévő épületeknél a legkorszerűbb hőszigetelési intézkedéseket alkalmaznánk – ez a fűtéssel kapcsolatos teljes kibocsátás mintegy 50%-a és a teljes CO2-kibocsátás jóval több mint 10%-a. Ez az összeg a fűtéssel kapcsolatos teljes kibocsátás mintegy 50%-a, és a teljes CO2-kibocsátás jóval több mint 10%-a. A hőszigeteléssel elérhető energiamegtakarítás környezeti hatásai a globális éghajlatváltozás középpontjába kerülnek, egyszerűen azért, mert a kevesebb energiafogyasztás kevesebb üvegházhatású gázkibocsátást jelent.

Az éghajlatváltozás egyre fontosabb szerepet fog játszani az épített környezet tervezésében, de fontos már most is gondolkodni egy visszafordíthatatlan, az éghajlatváltozás utáni forgatókönyv szerint. Egy másik szempont, amely még nagyobb súlyt helyez erre a témára, az, hogy a hűtés kezelése eleve nehezebb, mint a fűtésé. Míg az energia bármely formája hővé alakulhat, és testünk és gépeink természetes módon hőt termelnek, még aktív fűtési rendszerek hiányában is, addig a hűtés nem részesül egyformán a spontán keletkezés előnyeiből, ami drágább és bonyolultabbá válik a megvalósítás során. A globális felmelegedés és annak nagyon is kézzelfogható felmelegedési hatásai tovább súlyosbítják ezt a valóságot, fokozva a mesterséges hűtőrendszerek iránti amúgy is felgyorsult keresletet.

A belső terek hűtése a legnagyobb kihívás egy olyan jövőben, amelyben az emberiség nem tudott változtatni a fogyasztási szokásain és a nem megújuló erőforrások iránti mohó szükségletén. Egyre vastagabb burkolatokat kell majd építenünk, hogy megbirkózzunk a Föld felmelegedésével? Mi lesz ennek a határa? Saint-Gobain “Beltéri környezet és jólét” című könyve jól összefoglalja ezt a forgatókönyvet:

“Mind az éghajlatváltozás, mind az energiafogyasztás változó szemléletmódja megköveteli, hogy az épületek képesek legyenek az idő múlásával fejlődni. Az emelkedő energiaköltségek és az energia megfizethetőségének kérdései a világ lakosságának többsége számára egyre sürgetőbb kérdéssé válnak. Ennek a fejlődésnek az egyik kulcstényezője lesz az is, hogy egyre kritikusabban fogunk gondolkodni azon, hogy a hőkomfort milyen szintjét tekintjük majd elfogadhatónak, azaz inkább csak egy kabátot vegyünk fel, minthogy megemeljük a rendszer hőmérsékletét? Az ilyen aggályok beépítése az épülettervezésbe “jövőbiztosítás” néven ismert, és egyre meghatározóbb témává válik az épülettervezési viták előterében.”

Forrás: www.archdaily.com