Mi is az a passzív?

A passzívház definíciója:

passive-haus-kép_11
„A passzívház egy olyan épület, melyben a termikus komfortérzet (ISO 7730) egyedül azon friss levegőtérfogatáram után fűtésével vagy után hűtésével biztosítható, mely a kielégítő levegőminőség eléréséhez (DIN 1946) szükséges – további egyéb levegő felhasználása nélkül.”
Dr. Wolfgang Feist

A passzívház elve:

Passzívháznak nevezzük az olyan alacsony energiafelhasználású épületet, amelyben a szokásos aktív fűtés és hűtés nélkül is egész évben biztosítható a megfelelő belső klíma.
A cél, az alacsony energiafogyasztás és az egészséges, kellemes klíma csak úgy teremthető meg, ha az épült egységes egészet alkot, és a különböző elemek szervesen illeszkednek egymáshoz.

Tervezésnél fontos elvek:

passive haus kép_2

  • Telekválasztás, tájolás
  • Tömeg kialakítás
  • Belső elrendezés
  • Anyaghasználat
  • Nyílászárók
  • Árnyékolás
  • Hőszigetelés
  • Légtömörség
  • Szellőzés
  • Megújuló energiaforrások

Összegezve ezek alapján egy épület akkor kapja meg a passzívház minősítést, ha

  • fajlagos fűtési energiaigénye ≤ 15 kWh/(m2év) vagy fajlagos fűtési hőszükséglete ≤ 10 W/m2
  • légtömörsége (n50) ≤ 0,6 1/h és
  • fajlagos összes primerenergia-szükséglete ≤ 120 kWh/(m2év).

Passzívházat felépíteni, szinte lehetetlen, a minden részletre kiterjedő, alapos, átgondolt tervezés és a különböző szakmák képviselőinek szoros együttműködése nélkül.

A Passzívházba miért fontos, hogy passzívházba megfelelő nyílászárót, ablakot építsen be:

Az ablakok, és ajtók hagyományosan az épület hőszigetelő képességének kritikus pontját jelentették, mivel a korszerű egyéb hőszigetelő anyagokhoz képest, nagyságrendileg nagyobb hőszigetelési tényezővel rendelkeznek.

A mai napig legelterjedtebb nyílászáró szerkezetek jelentős többségének a belső felülete a téli időszakban 14 C° alá csökken, így a következő jelenségek alakulhatnak ki:

A benti kb. 22 C° körüli és az ablakfelület 14 C°-os hőmérsékletének jelentős különbsége miatt az ablak közelében huzatot érzünk, ekkor szoktuk azt hallani, hogy „bejön a hideg az ablakon”. Az ablakfelületen lehűlő hideg levegő lefelé áramlik, és ha a sebessége meghaladja a 0,2 m/s értéket, akkor az ablaktól távolabb, a padlóhoz közeli magasságban is huzat érzetünk lesz.
A fenti jelenség miatt – mivel a hideg levegő testsűrűsége nagyobb – az alulról kezdi megtölteni a helyiségeket. Így sok esetben a padló feletti 50 cm-s magasságig egy 17 C°-os vagy akár annál alacsonyabb hőmérsékletű légréteg alakul ki, amely jelentősen rontja a komfortérzetünket.
Napjainkban még mindig a fűtőtest az eszköz, amely megakadályozza ennek a jelenségnek a kiküszöbölését.
Mivel a passzívházban nem áll rendelkezésre a fűtőtest, ezért az ablakoknak kell tudnia kiküszöbölni ezen jelenséget.
Tehát ezért van olyan nyílászáróra szükségünk, amelynek belső felületi hőmérséklete téli viszonyok idején (kint -10C° belül +20 C°) sem csökken 17 C° alá. Ez esetben nem kell tartanunk attól, hogy a padlóhoz közel hideg levegőréteg alakul ki.

Passzívház nyílászáróinak, ablakainak tervezése

Az ajánlások szerint az üvegezett felületek nagysága ne haladja meg a tervezett ház alapterületének 30-40 %-át, és az ablakok túlnyomó többsége 70 % déli tájolású legyen. Ezen megfontolás alapján a lakószobákat célszerű a déli oldalon, a kiszolgáló helyiségeket pedig az északi oldalon elhelyezni.
A bejövő napsugárzás hasznosítása (ügyelve a megfelelő tetőkinyúlásra), nyáron pedig a megfelelő árnyékolás kialakítása, tájolással, és különböző építészeti megoldásokkal.

passziv-haz-1
Példa passzívház előnyös térszervezésére
forrás: CIPRA International – Energieeffiziente Häuser aus regionalem
Holz im Alpenraum


Nyílászáró, ablak a passzívházban

Szigorú előírások vonatkoznak az ablakokra, amelyeknek lég- és vízzárónak kell lenniük, különösen jó hőszigetelési mutatókkal. Ezzel párhuzamosan azonban lehetővé kell tenniük a napsugárzás minél hatékonyabb hasznosítását.
A modern nyílászárók lehetővé teszik, hogy az európai éghajlati viszonyok mellett a téli hónapokban a nyílászárókon keresztül elérhető energianyereség nagyobb legyen, mint az energiaveszteség, így az épület energiamérlegében a nyílászárók már pozitív előjellel szerepelnek.

AZONBAN:

A fajlagos energiaigény az épület energetikai nyereségeinek és veszteségeinek összegéből adódik, ezért az egyes összetevőire, a termikus burkot, azaz a fűtött épülettest külső térelhatároló szerkezeteit alkotó egyes épületelemek hőszigetelő-képességére nem lehet egzakt határértéket meghatározni, mert az minden adott esetben függ a többi paramétertől.
Ha egy épületnek kompakt a tömege (azaz relatív kicsi a lehűlő felületének mérete) és jó a tájolása (azaz relatív nagy a szoláris nyeresége), akkor az épületelemek kevésbé szigorú U-értéke
mellett teljesítheti a passzívházakra vonatkozó fajlagos energiaigény-elvárást, a 15 kWh/(m2év)-et meg nem haladó értéket.
Ezért a termikus burkot határoló épületelemek hőszigetelő képességére külön előírás nincs a passzívház szabványban.

PASSZÍVHÁZ NYÍLÁSZÁRÓINAK AJÁNLOTT ENERGETIKAI ÉRTÉKEI
(Miként érjük el, hogy a belső felületi hőmérséklet ne csökkenjen 17 Co alá)

Ablakok esetében a passzívházszabvány nem energetikai előírást, hanem egy, a kellemes lakókomfortot biztosító ajánlást tesz (ezt szokták komfortkritériumnak is nevezni), miszerint az ablak U értéke beépítés után ne haladja meg a 0,85 W/(m2K) értéket.
Ilyen U-érték mellett ugyanis téli hidegben az ablak belső felületének a hőmérséklete még nem lesz annyival alacsonyabb, hogy ennek hatására a hideg felület mentén, lefelé irányuló légáramlás induljon el, huzatérzet alakuljon ki.
(A beépítés módja általában ront a nyílászárók laboratóriumban mért hőátbocsátási tényezőjének értékén, ezért azok az ablakok kapják meg a Passivhaus Institut Darmstadt passzívházépítéshez alkalmas komponensminősítést, amelyek U-értéke, beépítés nélkül, nem haladja meg a 0,80 W/(m2K) értéket).
A légtömörségre vonatkozó kikötés, hogy az 50 Pa nyomáskülönbségnél mért légcsereszám (jelölése: n50) nem lehet magasabb 0,6 1/h értéknél.
E paraméter passzívház-kritériumként való deklarálásának van elméleti és gyakorlati háttere is. A nem elégséges légtömörség az energetikai veszteségeken túl állagmegőrzési-, higiéniai- és
komfortproblémákat is felvet.
A réseken át kiáramló meleg vagy beáramló hideg levegő csökkenti a hővisszanyerős szellőztetés hatékonyságát, mivel nem halad át a hővisszanyerőn, súlyos esetben huzatot és kellemetlen hőérzetet is

Ablak Uw (transzmissziós hőveszteség) értékének 0,8 W / m2K alatt kell lenni, beépítés után 0,85 W / m2K alatt van.
Bejárati ajtók Uw értékének a beépítés után legfeljebb 0,8 W / m2K.
Beépítési csomópontok megfelelnek a légzárási, légtömörségi és hőtechnikai előírásoknak
G (szoláris nyereség) > 50 %.

Az Uw értéket három tényező befolyásolja döntően:

Uf : tokszerkezet
Ug : üveg
Ψ : üvegperem vonal menti hő átbocsátása (0,04 W / m2K)
Az ablak beépítési vonal menti hő átbocsátása

Uf tokszerkezet:

0,5 – 0,8 W / m2K között.
Tokszerkezet: fa szendvics szerkezet, ahol a profilra kemény szigetelő hab kerül, erre pedig az időjárás viszontagságai ellen védő alumínium profil.

Ug üvegszerkezet:

0,6 – 0,8 W / m2K között, thermoplasztikus, vagy meleg peremes távtartó. (Ezen elvárásoknak jelenleg csak a háromrétegű üvegszerkezetek felelnek meg)

Low-e bevonat:

passziv-haz-2 Az ablakok szelektív infravörös bevonata (low E-coated) is fontos szerepet játszik: a rövidebb hullámhosszú napsugárzást beengedi, a szerkezetek által visszasugárzott hosszabb hullámhosszú, infra tartománybeli sugárzást, illetve annak hőtartalmát pedig bent tartja.

Ψ üvegbeépítés:

Az üvegbeépítés vonalmenti hőhídhatását csökkenteni lehet egy relatív nagy beépítési mélységgel, illetve jellemzően a beépítés körüli hőszigeteléssel.

G érték (szoláris nyereség):

Teljes szoláris energia átbocsátási tényező, az árnyékolatlan épületszerkezeten átjutó, valamint az arra ráeső teljes szoláris energia időben átlagolt hányada.
A nyílászáró szerkezetek energiamérlegében az üvegezett nyílászáró szerkezetek szolár hő nyeresége számottevő mértékű lehet.

A lényeg az, hogy az üvegfelületen bejutó sugárzási hőenergia a helyiséget határoló szerkezetekben, illetve a berendezési tárgyakban elnyelődik, felhalmozódik, a felmelegedő felületek melegítik a velük érintkező belső levegőt, és a felület hősugárzást bocsát ki.
A napsugárzásmentes időszakban a szerkezet lehűl, a tárolt hő egy része a helyiségbe jut és így a napsugárzásos időszakban begyűjtött energia hasznosul, azaz csökken a fűtési energiaigény.
Déli tájolású passzív ablakoknál g> 0,5 esetén esetlegesen kisebb U értékű ablakok enegiamérlege téli hónapokban, borús időben is pozitív lehet.
A g érték csökkenthető anyagában színezett vagy bevonatos üvegekkel.
A leggyakrabban un, multi funkciós bevonatot alkalmaznak, amelyek egyszerre biztosítják a hő és napvédelmet.

A transzmissziós hőveszteség, a mérsékelt égövi éghajlat mellett, tájolástól függetlenül nagyságrendileg mindig ugyanannyi, míg az üvegfelületek szoláris nyeresége nagymértékben függ tájolásuktól. A következő ábra ezen összefüggés karakterisztikáját mutatja. Az ábrán a rózsaszín mező tünteti fel a transzmissziós veszteséget, a sötétzöld oszlopok az átlagos árnyékoltságú, a világoszöld oszlopok pedig a beárnyékolás nélküli szoláris nyereséget mutatják égtájanként (15
fokonként).
(A számítás egy 1,23 m széles és 1,48 m magas, a Passivhaus Institut
Darmstadt által minősített passzívházablakkal készült.
Uf=0,73 W/(m2K), Ug=0,6 W/(m2K), g=52%, Uw,beépítve=0,85 W/(m2K)

passziv-haz-3
Az ábrán jól látható, hogy a transzmisszós hőveszteséget átlagos árnyékoltsággal (sötétzöld oszlopok) csak a déli tájolású ablakok egyenlítik ki, sőt árnyékolás mentes helyen nettó hőnyereséggel is szolgálnak. Ez a pozitív energiamérleg a déli iránytól maximum kb. 30°-os eltérésig áll fenn.

Üvegek távtartója

Az ablakok minőségében szerepe van az üveg közti távtartónak is, ami a légrés vastagságát biztosítja, és ami hagyományosan nemesacélból vagy alumíniumból készült.
Az üveg és az ablakszárny közötti páralecsapódást azonban az úgynevezett thermoplasztikus, vagy meleg peremes távtartó képes a leginkább kiküszöbölni, és megakadályozza az üveg és a keret közötti hőhíd kialakulását.
Íves üvegszerkezetek esetében is már a meleg peremes távtartót tudjuk alkalmazni.

passziv-haz-4

Beépítés


Az ablakok beépítése legalább olyan fontos, mint a megfelelő nyílászáró kiválasztása.
Amire különösen oda kell figyelni: a légtömörség biztosítása és a hőhídmentes beépítés, mivel ezen kritériumok elengedhetetlenül fontosak, hogy házunk valóban megfeleljen a passzívház szabványnak.passziv-haz-5
Az ablakok hőszigetelő képessége a profilszerkezet beépítési mélységének, azaz vastagságának fokozásával jelentősen növelhető. Ideális esetben az ablak a szigetelőanyagba épül be – a tokra rávezetik a szigetelést.  Ezzel a beépítési technológiával az ablak U-értéke javítható.
A passzívházban a nyílászárók beépítéséhez nem elegendő a hagyományos purhabos megoldás, mivel el kell érni a résmentes, hő- és vízszigetelő tömítést. Leggyakrabban az úgynevezett ISO technológiát használják. Ilyenkor a nyílászáró külső tömítésként páraáteresztő, belső tömítésként párazáró réteget kap, és a középső tömítés lesz a hő- és általában hangszigetelő speciális purhab. 
A páraáteresztő réteg lehet szalagos megoldás vagy dagadó szalagos technológia; a párazáró szalag, egyoldalas butil szalag vagy szilikon. A dagadó szalag levegő hatására duzzad meg, és résmentesen kitölti a rendelkezésére álló teret, a belső szalag egyfelől a kerethez, másfelől a falhoz simul. Ez a külső és belső hőmérséklet elválasztására szolgál, és légmentesen szigetel.


A hőhídhatás elkerülése érdekében az ablakot a hőszigetelés síkjában, a falsíkon kívül kell elhelyezni, és a hőszigetelést a tokszerkezetre ráfordítani. Egy passzívház tervezésben jártas építészmérnök nemcsak a nyílászárók helyét, hanem beépítési részleteit is megtervezi, összhangban a hőszigetelés és légzárás síkjával. Ezt a munkát érdemes megfizetni.

Az ablakbeépítés hőhídhatása (ψ ablakbeépítés) az egyedi beépítési szituációtól függ, értéke csak annak ismeretében határozható meg.