A beépített energia

avagy Számít-e, hogy milyen falazatot, hőszigetelő anyagot használunk?

Egy épület életciklusának fő szakaszai az építés, a használat és a bontás. Az üzemeltetési energiafelhasználás csökkentéséről már sok szó eset. Most a megépítés energiaigényét vesszük górcső alá.

Ezen paraméterre is alapvetően az épület tervezése során tudunk kihatással lenni, hiszen ez elsősorban az alkalmazott szerkezetek és ezzel összefüggésben a kivitelezési technológia függvénye. A beépített energiatartalom értéke jól mutatja egy adott megoldás ökológiai és környezetterhelési vonatkozásit.

Definíciója szerint 'a beépített energia azon energiakomponensek összege, amelyet a nyersanyag kitermeléséhez, az építőanyag, ill. építési termék előállításához, bármely állapotban történő szállításához, valamint a helyszínen történő beépítéshez használnak.' (forrás: CIB W 96 Architectural Management Congress, Brighton, UK, 18-19 September 1998) 

Minden fajta épületszerkezetnek, így pl. a falszerkezetnek vagy a hőszigeteléseknek a megválasztása során több, akár egymásnak néha ellent is mondó paramétert kell egyidejűleg figyelembe venni. Általános ajánlás megfogalmazására nem lehet vállalkozni, maximum arra, hogy a különböző szempontok bemutatásával segítsük egy-egy döntés meghozatalát. Most is erre teszünk kísérletet.

Szakirodalomban az adatokat általában egységnyi tömegre adják meg (mértékegység MJ/kg, ill. GJ/kg), így ahhoz, hogy értelmezhető és egymással is összemérhető értékeket kapjunk azonos hőszigetelő képességre és/vagy egységnyi felületre kell vonatkoztatnunk. 

Kiinduló adatok:

Már itt az elején jól látható, hogy jelentős eltérések vannak a különböző falazati és hőszigetelés megoldások között a beépített energiatartalom vonatkozásában. Nem meglepő módon a természetes illetve újrahasznosított anyagból készülő hőszigetelések (szalma, cellulóz) lényegesen alacsonyabb energiaráfordítás árán épülnek be. A könnyű vázszerkezet előnye sem meglepő, de talán annál inkább, hogy a 'hagyományos' falazati megoldások között is akár kétszeres eltérés lehet.

Ide kívánkozik gyorsan pár megjegyzés:

- A szalmabála 'szokatlan' anyag. Ökológiai előnyei miatt nagy reneszánszát él(het)i - ezért került bele összehasonlításunkba is - de felhasználása korlátozott. A többiekhez képest nem egy szabványosított 'termékről' beszélhetünk, így a fellelhető paraméterek között is jelentős a szórás. A rendelkezésre álló adatok  - tömeg 90-140kg/m3, U érték 0.045-0.06 0.053 W/mK - átlagait vettük figyelembe: tömeg 115 kg/m3,  U = 0.053 W/mK.

- Vízszintes beépítés esetén (tetőre/padlásra) más - könnyebb - anyagok is használhatóak, így ezekre a felületekre az eltérő fajsúly miatt más beépített energia értékeket kaphatunk - kőzetgyapot (50 kg/m3) 6.92 kWh/m²/cm, üveggyapot (25 kg/m3) 3.46 kWh/m²/cm, kőzetgyapot (33 kg/m3) 2.14 kWh/m²/cm, cellulóz (35 kg/m3) 0.68 kWh/m²/cm. Ezt csak az érdekesség miatt jegyeztem meg, de a  továbbiakban a falaknál ezekkel az értékekkel nem számolunk.

Nézzük meg, hogyan alakulnak a különbségek komplett, hőszigetelési képesség szempontjából egyenértékű falszerkezetek esetében:

Beépített energiatartalom passzívház szintű falazatra számolva

(U=0.15 W/m²K)  - a fal és a hőszigetelés energia tartalmát figyelembe véve:

• nehézszerkezetes falak:

- vázkerámia falazat + 19 cm kőzetgyapot hőszig. 325.9 kWh/m²
- vázkerámia falazat + 19 cm EPS hőszigetelés 244.4 kWh/m²
- mészhomok tégla + 24 cm kőzetgyapot hőszig. 286.4 kWh/m²
- hőszigetelő zsalus falszerkezet (külső EPS + beton mag + belső EPS) 206.8 kWh/m²
- mészhomok tégla + 24 cm EPS hőszigetelés: 202.7 kWh/m²

• könnyűszerkezetes fal (belső fa váz)

- 25 cm kőzetgyapot hőszigeteléssel: 218,7 kWh/m²
- 25 cm EPS hőszigeteléssel: 131.5 kWh/m²
- 25 cm cellulóz hőszigeteléssel: 37.8 kWh/m²
- 36 cm szalmabála hőszigeteléssel: 11.4 kWh/m²

Beépített energiatartalom jelenlegi előírás szerinti falazatra számolva

(U=0.45 W/m²K)  - a fal és a hőszigetelés energia tartalmát figyelembe véve:

• nehéz szerkezetű falak

- vázkerámia falazat + 2 cm kőzetgyapot hőszig. 182.9 kWh/m²
- vázkerámia falazat + 2 cm EPS hőszigetelés 160.7 kWh/m²
- mészhomok tégla + 7 cm kőzetgyapot hőszig. 143.0 kWh/m²
- mészhomok tégla + 7 cm EPS hőszigetelés: 119.0 kWh/m²

• könnyűszerkezetes fal (belső fa váz)

- 8 cm kőzetgyapot hőszigeteléssel: 75.6 kWh/m²
- 8 cm EPS hőszigeteléssel: 47.8 kWh/m²
- 8 cm cellulóz hőszigeteléssel: 17.9 kWh/m²
- 10 cm szalmabála hőszigeteléssel: 10.0 kWh/m²

Éves energia veszteség a falon keresztül:

0.15 W/m²K esetén - 12 kW/m²év, 50 éves távlatot figyelembe véve 600 kW/m²
0.45 W/m²K esetén - 36 kW/m²év, 50 éves távlatot figyelembe véve 1800 kW/m²

Össz energiafelhasználás 50 év alatt

Beépített + üzemeltetési

Passzívház egyenértékű falazat (U=0.15W/m²K) esetén
nehézszerkezetek rendre: 925.9 , 844.4 , 886.4 , 806.8 és 802.7  kWh/m²
könnyűszerkezetek rendre 731.5 , 731.5 , 637.8 és 611.4 kWh/m²

Jelenlegi előírás szerinti falszerkezet (U=0.45W/m²K) esetén 
nehézszerkezetek: 1982.9 , 1960.7 , 1943.0 és 1919.0 kWh/m²
könnyűszerkezetek: 1875.6 , 1847.8 , 1817.9 és 1810.0 kWh/m²

Konklúzió

Az adatsorokból jól látható, hogy bár - mint az jól tudott - a könnyűszerkezetes falak beépített energiatartalma lényegesen alacsonyabb, ennek jelentősége - ilyen időtáv mellett már - eltörpül ahhoz képest, hogy mennyire jól hőszigetelt a szerkezet. Jól látszódik, hogy az össz-energiafelhasználás - és így a környezetterhelés - szempontjából elsősorban az üzemeltetési energiafogyasztás mértéke számít. Ha jelentős mértékben sikerül csökkenteni az üzemeltetésből eredő energiaveszteség mértékét (pl. kvázi passzívház szintű falazat), akkor értékelődnek fel a hogyan, mivel szigeteljünk? és a miből készüljön a fal? kérdések.

 Ha tetszett a bejegyzés csatlakozz hozzánk a Facebook-on is! 

Még több energia, még több tudatosság, még több építészet! 

 

Az egész vizsgálódás értelemszerűen bármelyik szerkezetre elvégezhető, de az egyszerűség kedvéért most is a falszerkezetek irányából közelítettünk.

A számítás menete, részletei, valamint a kiinduló adatok forrása a Milyen vastag legyen a hoszigeteles? c. elemzésben szerepel.

Felhasznált fotók forrása: solarfeeds.com, deinbauguide.de
Szalma, mint építőanyaggal kapcsolatos alapadatok forrása: szalmaepitok.hu, grisb.org, atelierwernerschmidt.ch, szalmabol.weebly.com