Facility/Property management blog

      

Passzív hűtési mesterfogások a facility managementben

A fenntarthatóság és energiahatékonyság iránti globális törekvések egyre inkább meghatározzák a facility management irányvonalait. A hagyományos, aktív hűtési rendszerek – mint a légkondicionálók és ipari hűtőberendezések – jelentős energiafogyasztással és karbonlábnyommal járnak, így nő az alternatív megoldások iránti érdeklődés. A passzív hűtési rendszerek, amelyek természetes folyamatokra – például hővezetésre, sugárzásra és légáramokra – építenek, hatékony és környezetbarát alternatívát kínálnak. E rendszerek nemcsak az épületek energiafogyasztását csökkentik, hanem a komfortérzetet is javítják, miközben hosszú távon költséghatékony megoldást nyújtanak.

Az épületek menedzselése állandó lehetőséget jelent, elsősorban az energiahatékony fejlesztések, például a passzív hűtés terén. Ezek a stratégiák számos olyan technológiát és viselkedésbeli változtatást foglalnak magukban egy otthon vagy egy létesítmény dekarbonizálása érdekében, amelyek összetettségükben és árukban is eltérőek. Ezekkel a gondolatokkal indul a Buildings.com még március végén megjelent cikke, amelyből kiindulva ezen a héten azt tekintjük át Önnel közösen, hogy melyik stratégia hoz, hozhat eredményt, és hogyan lehet többféle megoldás a válasz egy fenntartható struktúra kialakítására.

A „passzív” kifejezést az amerikai kutatók kezdték el használni az 1970-es évek elején. A kifejezés olyan rendszereket jellemez, amelyek természetes módon, elektromossággal hajtott mechanikus eszközök használata nélkül működnek. A hűtés a hőenergiának a beltérből a kültérbe történő átadását jelenti azzal a céllal, hogy a természetes környezetnél alacsonyabb hőmérsékletet és nedvességtartalmat érjünk el.

A passzív hűtés különböző tervezési technikákat és technológiákat foglal magába, amelyek célja az épület hőterhelésének minimalizálása mesterséges energiafelhasználás nélkül. Ide tartozik például az árnyékolás (napellenzők, zsalugáterek), a természetes szellőztetés, a hőtároló tömegek használata, az éjszakai szellőztetés, valamint a zöldtetők és zöldhomlokzatok alkalmazása. Egyre elterjedtebb a passzív párologtatásos hűtés is, amely a levegő nedvességtartalmát kihasználva segít hőelvonásban. Ezek az eszközök olyan okos vezérlőrendszerekkel is kombinálhatók, amelyek figyelik a hőmérsékletet, a napsütéses órákat és a légmozgást, optimalizálva ezzel a teljesítményt.

Zöld és fényvisszaverő tetők

Egy meglévő tető utólagos felszerelése zöld elemekkel – valamint némi előrelátással és ellenőrzéssel – lehetséges megoldásnak tűnik. A növényzet elnyeli a hőt és a vizet, így a belső hőmérséklet kevésbé változékony. A padlástérben és a tetőkben lévő tartószerkezeteknek és szigetelésnek ellen kell állniuk a víz, a talaj és a növények súlyának anélkül, hogy beáznának vagy beomlanának.

Megfelelő kivitelezés esetén a zöldtető növeli az épület szigetelési potenciálját. Emellett a passzív hűtési hatások a közelben lévő más szerkezetekre is hatással vannak. Csökkenti a városi hőszigetek átlaghőmérsékletét, így praktikus, ugyanakkor esztétikus upgrade-et, frissítést jelent bármely villamosenergia-tudatos projekt számára.

A növényzet nélküli részeken fényvisszaverő vagy hűvös tetőtechnikát lehet alkalmazni. Ezek közé tartozik a festékek és bevonatok alkalmazása, amelyek a fényt és a hőt az épülettől távolabb „tolják”. Építészek és mérnökök tesztelték, hogy milyen árnyalatok a legjobbak erre, és a győztes a fehér. A színnek a hűtés javítása érdekében a napfény 30-60%-át kell visszavernie.

A tetőtéri napelemek szintén fényvisszaverő és hűtő hatásúak, mivel a létesítményt felmelegítő energiát újrahasznosítják, és villamos energiaként használják fel. A menedzserek tároltathatják a felesleges termelést, és hőenergiává alakíthatják, ami a legtöbb szerkezetben az energiafelhasználás 50%-át teszi ki.

Hőtömeg-hasznosítás

Az épületekért felelős vezetők a megfelelő anyagok kiválasztásával kihasználhatják a hőtömeg-hasznosítást, elsősorban az elemeknek jobban kitett szerkezeti elemek esetében. Ez az ötlet a passzív napenergia-tervezés egyik alappillére, amely napellenzőket, épületorientációt és Trombe-falakat használ a beltéri környezet szabályozására.

A beton, a tégla és a fa példák azokra az összetevőkre, amelyek napközben jól tárolják a hőt, és éjszaka pedig fokozatosan adják le. Ez a funkció stabilizálja a beltéri hőmérsékletet, és a napsugárzás intenzitásának mérséklésével hűsítő hatást biztosít.

Az ilyen tulajdonságokkal rendelkező anyagok felhasználásával kiküszöbölhető a túlzott mechanikai hűtési igény. A csökkentés tovább csökkenti a szerkezet karbonlábnyomát azáltal, hogy kevesebb erőforrást és villamos energiát használ.

Természetes szellőzés

Sokan nem hajlandóak kinyitni az ablakokat, hogy beengedjék a langyos levegőt, pedig passzív hűtést biztosíthatnak, ha a természetes szellőzést stratégiailag megfelelően helyezik el. Az árnyékos helyeken lévő ablakok, szellőzőnyílások és egyéb nyílások enyhe szellőt engedhetnek be, miközben javítják a beltéri levegő minőségét.

Az épületek természetes szellőztetésének három alapelve van:
– az egyoldali szellőztetés,
– a keresztszellőztetés és az
– udvarokban és a skycourt-oknál alkalmazott rétegszellőztetés.

A City, Territory and Architecture című folyóirat egyik cikke szerint a többemeletes épületek felsőbb szintjein kialakított nyitott vagy félig nyitott tereket, a skycourt-okat átmeneti és hőszigetelő zónaként is használják, és hozzájárulnak a szomszédos belső terek természetes megvilágításához és természetes szellőzéséhez, ami segít csökkenteni a világításhoz és szellőzéshez használt mechanikus eszközök használatát, ezáltal energiát takarítanak meg, amellett, hogy örnyezeti, társadalmi és gazdasági szempontból is előnyösek.

Az épületek üzemeltetői a számítógépes áramlástani modellezés segítségével meghatározhatják a számukra legmegfelelőbb helyeket. Ezek a szimulációk megtalálják a legjobb lehetőségeket a maximális légáramlás biztosítására, hogy a friss levegő a lehető legtöbb területre jusson anélkül, hogy a hűtési hatás csökkenne.

Árnyékoló szerkezetek és előtetők

Az árnyékolók és előtetők megakadályozzák, hogy a közvetlen napsugárzás a csúcspontján érje el a belső tereket. A meleg sugarak akkor hatolnak be, amikor a nap lemenőben van, vagyis, amikor a hőmérséklet napközben csökken. A napfény okozta hőnyereség könnyebben kezelhető, és a hűtési terhek kevésbé terhelik az elektronikus és mechanikus rendszereket.

Az építészeknek és a menedzsereknek épületinformációs modellező programokat kell használniuk, hogy érzékeljék, hogyan befolyásolják a pozicionálás és a földrajzi időjárási tendenciák a napellenző helyét. A rugalmasság beépítése a tervezésbe lehetővé teszi a passzív hűtés egész éves alkalmazkodóképességét.

Parkosítás a hűtés érdekében

A fák, bokrok, növények és minden növényzet nemcsak friss levegőt biztosít, csökkenti a zajszennyezést, mérsékli a levegő hőmérsékletét és páratartalmát, hanem növeli a biológiai sokféleséget, és nagy szerepe van a terek szép és kellemes megjelenésében. A növényzet elnyeli a napsugárzást, árnyékot ad, és a transzspiráció révén nedvességet bocsát a levegőbe, ezért a városi terek és területek zöldítése nagyon előnyös a száraz és félszáraz éghajlatú területek hűtésében.

A létesítmények felhasználhatják a környező ingatlanokat az árnyékolásra és a nagyobb hőelnyelésre. A műgyep helyett a fák, a bokrok és az egyéb növényzet kínálnak ideális megoldást. Jóllehet az örökké rövid műfű kisebb karbantartást igényel, az ilyen terület gyorsabban felmelegszik. Ha megoldható, érdemes lombhullató fákat ültetni az épületek déli oldalára, hogy kezeljék a nyári napfényt.

Föld-levegő hőcserélők

Ezek olyan földalatti csövek, amelyek a földből sugárzó meleget felfogják és lehűtik, mielőtt az épületbe hatolna. Ez egy olyan stratégia azon létesítmények (és háztartások) számára, amelyek átfogó hűtési rendszert keresnek, mivel minden szempontból vizsgálja a sugárzó energiát. A csöveket körülvevő talaj természetes módon hűti a levegőt, miközben az a csöveken keresztül halad.

Amennyiben a létesítmények a hőmérséklet lehűlése érdekében a páratartalom csökkentésére törekednek, egyes rendszerfajták 50 Celsius fokos hőmérsékleten bocsátják ki a hőt, de csak 10% relatív páratartalmat tartalmaznak. A területek hűvösek maradnak, mert a föld-levegő cserélők mérséklik a geotermikus hőt, és a párásító működhet, miközben a nedvesség csökken.

Napkémények

Az építőipari szakemberek, akik sorházakat vagy ipari komplexumokat építenek, és az irodai szegmensekhez utólagos átalakítást igényelnek, kihasználhatják a napkéményeket (solar chimney) a passzív hűtés érdekében. A belseje festett és elnyeli a bejutó meleget. Sok napkémény olyan fázisváltó anyagokat is tartalmaz, amelyek állapotukat a nagyobb hőfelvételi vagy hőleadási igényeknek megfelelően változtatják.

Mivel a hő felemelkedik, az alagút a meleg levegőt visszakényszeríti, és a csatlakoztatott helyiségek számára szívószerkezetként működik. Ez a mozgás lehetővé teszi, hogy a talajhoz közelebbi hűtési stratégiák hatékonyabbak legyenek. A kémény beömlőnyílásainak elhelyezése döntő fontosságú a legnagyobb energia hasznosítása szempontjából, miközben elősegíti a hatékony légáramlást.

Párologtató hűtőrendszerek

A víz párolgása nagy mennyiségű hőt nyel el, ami csökkenti a levegő hőmérsékletét, miközben javítja a relatív páratartalmat, ami forró és száraz éghajlaton nagyszerű lehetőség a beltéri hőkomfort megteremtésére. Ez a stratégia az egyik legrégebbi passzív hűtési technika, amelyet már a perzsa és egyiptomi hagyományos építészetben is használtak. Szélfogókat alkalmaztak, hogy a levegő áramlását a qanātban vagy a beltéri medencékben lévő földalatti vízen keresztül irányítsák, és a hűvös, nedves levegőt az épületbe vezessék. A tetőtavak és a vízfüggönyök további passzív technikák, amelyek a párolgás révén hűtik a tereket.

Kihívások és lehetőségek

Bár a passzív hűtési rendszerek számos előnnyel járnak, alkalmazásuk nem minden esetben egyszerű. Földrajzi és klimatikus tényezők erősen befolyásolják hatékonyságukat: míg mérsékelt éghajlaton jól működhetnek, trópusi vagy sivatagi környezetben gyakran nem elegendők önmagukban. Emellett a beruházási költségek – különösen meglévő épületek átalakítása esetén – magasabbak lehetnek, bár ezek jellemzően hosszú távon megtérülnek. A facility management feladata ezeknek a tényezőknek a figyelembevételével megtalálni a megfelelő egyensúlyt a komfort, a költség és a fenntarthatóság között.

Az épületekben a kellemes, hűtött beltéri hőmérséklet biztosítása nélkülözhetetlen az egészséges lakhatásunkhoz. A helyiségek hűtésére fordított nagyobb energiafogyasztás azonban magasabb üvegházhatásúgáz-kibocsátáshoz vezet. 2000 óta a helyiségek hűtésére irányuló energiaigény évente átlagosan mintegy 4%-kal nőtt, és a hűtési műveletben részt vevő lakóegységek száma megháromszorozódott, és 2022-re meghaladja a 1,5 milliárdot. A problémára megoldást jelent a passzív hűtés, amely 2050-re 24 százalékkal fékezheti meg a hűtési kapacitás iránti igény növekedését. A fenntartható hűtésre való átállás felgyorsítása segíthet a fejlődő gazdaság fogyasztóinak abban, hogy 2050-re 6,4 billió dollárral kevesebbet költsenek (UNEP Global Cooling Watch Report, 2023).

Összegzésképpen: A modern passzív hűtési rendszerek egyre fontosabb szerepet kapnak a fenntartható létesítménygazdálkodásban, hiszen környezetbarát módon képesek biztosítani a beltéri komfortot. Integrációjuk a facility management stratégiájába nemcsak energiahatékonyságot és költségcsökkentést eredményez, hanem hozzájárul az épületek karbonsemlegességi céljainak eléréséhez is. Ahhoz, hogy e rendszerek valódi hozzáadott értéket képviseljenek, szükséges a tervezők, üzemeltetők és döntéshozók szoros együttműködése. A jövő épületei nemcsak okosak és hatékonyak lesznek, hanem alkalmazkodnak is a természetes környezethez – ebben pedig a passzív hűtés kulcsszerepet játszhat.

A címlapkép forrása: Freepik.com
Közzététel: 2025. április 8.
© Kérjük a szerkesztőségeket, hogy bejegyzésünk átvételekor hitvatkozásként jelöljék meg (linkkel) a Property/Facility Management Blog-ot és/vagy a BIG-HAUSE Kft-t!

Passive cooling solutions in facility management

The global drive for sustainability and energy efficiency is increasingly shaping the direction of facility management. Traditional active cooling systems such as air conditioners and industrial refrigeration have a significant energy consumption and carbon footprint, leading to a growing interest in alternative solutions. Passive cooling systems, which rely on natural processes such as heat conduction, radiation and air currents, offer an efficient and environmentally friendly alternative. These systems not only reduce energy consumption in buildings but also improve comfort while providing a cost-effective solution in the long term.