Panel lakóépületek komplex energetikai felújítása

A cikk a Magyar Épületgépészet 2015/6. számában jelent meg, melynek tartalomjegyzéke itt letölthető.

2. A panel lakóépületek energetikai vizsgálatának menete

A projekt első fázisa az energetikai vizsgálat és energiatanúsítvány elkészítése, valamint az energia-megtakarítással járó beavatkozások feltárása, a megoldási javaslatok – figyelembe véve a dunaújvárosi SOLANOVA ház tapasztalatait – költségbecslése és rangsorolása a 70% feletti energia-megtakarítás elérése szempontjából.

Az energetikai vizsgálat során készült el az épületek felmérése. Az építészeti tervdokumentáció – engedélyezési terv szintjén – megtalálható volt az épületek közös képviselőjénél. Az épületgépészeti rendszerek terén csak a helyszíni felméréssel megszerezhető információkból tudtunk dolgozni. A fogyasztási adatok a számlák alapján, illetve a szolgáltatóknál havi bontásban álltak rendelkezésre. A vizsgálatot kiegészítette egy kérdőíves felmérés: az épület valamennyi lakásába eljuttattunk egy kérdőívet, amelyen a lakás használatával, a belső klímával kapcsolatban és a felújítás lehetőségeiről tudtak a lakók nyilatkozni. Ezek a válaszok nagy segítséget nyújtanak a műszakilag egyenértékű megoldások közötti döntés meghozatalakor.

A vizsgálat részeként elkészítettük az épületek energetikai modelljét, meghatároztuk az épületek számított energiafogyasztását, majd a valós fogyasztási adatok alapján tudtuk a modelleket validálni. E számítások alapján pontos képet kaptunk az egyes épületgépészeti rendszerek állapotáról, működésük energiahatékonyságáról, veszteségeikről.

A meglévő állapot modelljeiből kiindulva határoztuk meg a szükséges minimális felújítás mértékét, amely segítségével elérhető a 70%-os energia-megtakarítás. A szükséges intézkedések között megtalálható az épületszerkezetek utólagos hőszigetelése: a homlokzat, a legalsó fűtött szint alatti födém alsó oldali és a lapostetők hőszigetelése, a nyílászárók cseréje, a fűtési és HMV rendszerek korszerűsítése, új szellőzési rendszer kiépítése, szolár energiatermelő rendszerek telepítése.

Ennek a munkafázisnak része a lakói kérdőívek szoftveres feldolgozása, ezek eredményeinek elemzése, az épületspecifikus használati jegyek kigyűjtése és a lakók kéréseinek összegyűjtése. A kérdőívekből példaként bemutatunk kettőt, amelyekből pontos képet kaptunk többek között az épületek lakóinak koráról (1. ábra), valamint a HMV felhasználás napon belüli megoszlásáról (2. ábra, lásd a következő oldalon).

1. ábra. Az Újbuda 1. épület lakóinak megoszlása kor és nem szerint

2. ábra. A Vác 1. épület HMV fogyasztásának változása a különböző napszakokban

Az energetikai vizsgálat eredményei alapján kezdődik a valamennyi szükséges szakágat magában foglaló koncepcióterv elkészítése. A koncepcióterv feladata az első fázisban meghatározott intézkedések pontos definiálása és méretezése, a szakágak egymással szemben támasztott követelményeinek meghatározása és a műszaki megoldásokba való beépítése. Az érintett szakágak: építészet, épületgépészet, épületvillamosság, tűzvédelem.

A műszaki és gazdasági előkészítés után lakógyűlésen fogják a lakók megismerni az eredményeket, és döntenek a megvalósítás további irányáról.

3. A vizsgálatok eredményei

3.1. A vizsgált épületek jelenlegi állapota

A programban résztvevő épületek jelenlegi állapota igen vegyes képet mutat. Széles skálán mozog az épületszerkezetek, a gépészeti rendszerek állapota és az épületek energiafogyasztása is.

A homlokzati épületszerkezetek: a falak általában előre gyártott vasbeton szendvicspanelből készültek monolit fogadószinti vasbeton szerkezetekre építve. Az épületek kis része épült alagútzsalus technológiával, itt a végfalak hőszigetelése különösen kevés (legfeljebb 3 cm), az épület többi homlokzata azonban ezeknél az épületeknél is előre gyártott vasbeton szendvicspanel. A lakások nyílászárói eredetileg általában egyesített szárnyú fa ablakok voltak, amelyek egy részét a lakók már kicserélték. Néhány épület ablakai építéskori műanyag nyílászárók, ezek cseréje kevésbé jellemző.

A lépcsőházak nyílászárói mutatták a legvegyesebb képet: találtunk a lakásokkal megegyező ablakokkal szerelt lépcsőházat, acélkeretes egy- vagy kétrétegű üvegezésű nyílászárókat, kopolit üveget. A lépcsőházak nyílászáróinak felújítása legfeljebb a főbejárat cseréjére korlátozódott.

A fogadószint hasznosítása is változatos: néhol üzlethelyiségeket építettek ki, a helyiségek fűtöttek. Máshol fűtetlen garázsok találhatók, amelyek egy részében üzletet alakítottak ki. Itt a fűtést az itt futó fűtési alapvezetékek hőszigetelésének megbontásával valósították meg. Más épületeknél kis belmagasságú szerelőszint található.

A lapostetők rétegrendje jellemzően egyenes rétegrend salak kiszellőzőkkel, vagy átszellőztetett kéthéjú lapostető szerkezetek. A legfelső vízszigetelő réteget a legtöbb épületnél már felújították, ez a felújítás azonban egyik épületnél sem járt együtt a tető hőszigetelésével. Felújítás nélküli, vízzel telítődött rétegekből álló lapostetőt mutat a 3. ábra.

3. ábra. Lapostető felújítás nélkül, vízzel telítődött rétegrenddel

Az épületgépészeti rendszereknél jellemzően kétféle állapot figyelhető meg:

a. Sem a fűtési, sem a HMV rendszert nem újították fel, a fűtés az építéskori felsőelosztású átfolyós vagy átkötőszakaszos egycsöves rendszer, a HMV pedig rossz állapotú csövekből, hiányos hőszigetelésből álló rendszer cirkulációs hálózattal.

b. Jellemzően a Főtáv Zrt. szolgáltatási területén a hőközpontokat felújították (4. ábra, felül), az átfolyós egycsöves fűtési hálózatokat átkötőszakaszokkal látták el, termosztatikus radiátorszelepeket és költségosztókat szereltek fel.

4. ábra. Egy korszerű és egy 40 éves hőközpont

A légtechnikai elszívó rendszer gravitációs, vagy strangonkénti elszívó ventilátorral szerelt. A légcsere általában nem kielégítő, a légcsatornák rossz állapotúak, több helyen beáznak.

3.2. A vizsgált épületek primerenergia-fogyasztása

Valamennyi vizsgált épület a távfűtő hálózaton keresztül kapja a működéséhez szükséges energiát. A legtöbb épület esetén a hőközpontban mérik a hőfogyasztást, amely később a számlázás alapját képezi. A HMV fogyasztást csak a felújított hőközpontok esetén mérik külön, a többi háznál a nyári fogyasztás alapján számítják ki a teljes éves HMV energiafogyasztást. Kivételt képez ez alól a ceglédi épület, ahol a HMV felfűtéséhez szükséges energiát egy városi átlag alapján számítják, így itt a fogyasztási adatból nem lehet a rendszer állapotára és veszteségeire következtetni.

Az épületek fogyasztási adatai jól tükrözik az adott épület szerkezeteinek és gépészeti rendszereinek a helyszíni felmérésen rögzített állapotát. Amelyik épület fűtési hőenergia-fogyasztása kb. 450 MJ/m2év érték alatt van, azok jellemzően jobb állapotú épületek, esetleg már a fűtési rendszeren is történtek felújítások: átkötő szakaszok, termosztatikus radiátorszelepek beépítése, hőközpont felújítása, míg az ezen érték feletti fogyasztás általában rossz állapotú szerkezeteket és fel nem újított gépészeti rendszereket takar.

A HMV termelés hőigénye kisebb eltéréseket mutat, általában 150 – 175 MJ/m2év érték között mozog, függően a hőközpont állapotától és a csőhálózat hőszigetelésétől. Egy épületnél tapasztaltunk ennél lényegesen, 25%-kal nagyobb fogyasztási értéket. Ennek oka az igen erősen amortizálódott rendszer és a vezetékek szinte teljesen hiányzó hőszigetelése mellett a pazarló üzemeltetés is.

A vizsgált épületek távhő fogyasztási adatait az 5. és 6. ábra, míg az épületek fajlagos primerenergia-fogyasztási adatait és energetikai besorolását a 7. ábra mutatja.

5. ábra. A vizsgált épületek hőfogyasztása

6. ábra. Vác 1. épület távhőfogyasztásának éves lefutása

7. ábra. A vizsgált épületek energiafelhasználása és energetikai besorolása

A tanúsítványok összehasonlításakor a ceglédi épület besorolása eltér a többi épülettől. Az épület hőfogyasztása a többi vizsgált épületéhez hasonló, de mivel a ceglédi hőtermelés kapcsolt energiatermeléssel működik, a primer energia átalakítási tényezője alacsony, így a ceglédi szolgáltatási területen a távhőt felhasználó épületek besorolása kedvező.

4. A felújítási intézkedések

Az épületszerkezetek felújításának tervezése során a költségoptimalizált követelményszintet vettük alapul: a tervezett állapotban valamennyi szerkezetnek meg kell felelnie ezeknek az előírásoknak.

A homlokzati falak hőszigetelése jellemzően 14-16 cm vastagságú EPS vagy ásványgyapot hőszigetelő rendszerrel történik. A hőszigetelés megtervezése során figyelembe kell venni a hatályos tűzvédelmi előírásokat (OTSZ). Ilyen vastagságú hőszigetelés utólagos beépítése esetén számolni kell a statikai problémákkal is: a külső vasbeton réteg vasalatai korrodálhattak, ezért ezek megerősítése indokolt lehet.

A lapostetők felújítása a jelenlegi rétegrend alapján határozható meg. A kéthéjú szerkezetek esetében a légréteg kifúvása hőszigetelő anyaggal általában megfelelő hőátbocsátási tényezőt eredményez. Az egyenes rétegrendű tetők általában rossz állapotúak vannak, beázási problémái vannak. Ezért ezek esetében a rétegrend födémig való visszabontását és új egyenes rétegrendű tető építését javasoltuk.

A nyílászárók esetében mindenhol háromrétegű üvegezésű nyílászárókat javasoltunk: a lakásokba műanyag keretszerkezettel, a nagy forgalmú helyeken fém keretszerkezettel.

A fűtési rendszerek esetében, ahol már történt felújítás, általában a pályázat fenntartási időszaka még tart, így további módosítások nem lehetségesek. A fel nem újított rendszerek esetében az egycsöves rendszerek teljes elbontását, és új kétcsöves, lakásonkénti hőmennyiségmérővel szerelt rendszer kiépítését javasoltuk. Ezzel párhuzamosan a hőközpont felújítása is szükséges: korszerű lemezes hőcserélők, fordulatszám-szabályozású szivattyúk, időjárás-követő szabályozás szükséges. A távhőszolgáltatók általában nyitottak voltak a javaslatainkra.

A HMV rendszer hőszigetelésének javítása szinte minden épületben szükséges valamilyen mértékben. Néhány épület esetében azonban a csőhálózat is olyan rossz állapotban van, hogy ennek a cseréje is elkerülhetetlen (8. ábra). Ilyen mélységű munkálatok esetében már érdemes a hidegvíz vezetékek és a szennyvíz ejtőcsövek cseréjét is beütemezni, ezt azonban a társasházaknak saját erőből kell beruházni.

8. ábra. A csőhálózat elöregedett, sok esetben a javítása is szakszerűtlen

A szükséges energia-megtakarítás elérése érdekében elengedhetetlen hővisszanyerővel szerelt szellőzőrendszer kiépítése. Ez az épületek kialakításától függően két módon valósítható meg: lakásonkénti szellőzőgépekkel, amelyek a homlokzatról szívják be a friss levegőt és központi szellőzővezetéken keresztül vezetik ki az elhasználtat, vagy a tetőn elhelyezett központi géppel, légcsatornákon keresztül megoldott befúvással-elszívással.

A két megoldás közötti döntést két tényező befolyásolja: van-e elég hely a két légcsatorna vezetéknek és műszakilag lehetséges-e a központi gépek telepítése. A központi szellőző gépek általában kisebb fogyasztással, egyszerűbb és olcsóbb karbantartásokkal üzemeltethetők, valamint a berendezés a lakások légteréből sem vesz el helyet. Amennyiben nem elegendő a hely két légcsatorna vezeték beépítéséhez, lakásonkénti gépek beépítése szükséges. Beruházási oldalról megállapítottuk, hogy az ötemeletes épületek esetén olcsóbban megvalósítható a lakásonkénti rendszer, a 10 – 11 emeletes épületek esetén már a központi rendszer beruházási igénye kedvezőbb.

A szoláris energiatermelést illetően megvizsgáltuk mind a napkollektorok, mind a napelemek beépíthetőségét. A napkollektoros rendszer a HMV termelésben hasznosítható, a távfűtéses rendszer előfűtőjeként csökkenti a távhő-felhasználást. A szükséges tartályoknak jellemezően elegendő hely áll rendelkezésre. A HMV termelésben akár 60%-os szoláris hányad is elérhető, ha a tető kialakítása ideális. Meg kell jegyezni, hogy amelyik szolgáltatási területen a távhő rendszer kapcsolt hő- és villamosenergia-termeléssel üzemel, ott a napkollektoros HMV termelés összenergetikailag a kapcsolt termelés ellen dolgozik.

Napelemekkel csak az épület saját fogyasztását célszerű megtermelni. Mivel jellemzően minden lépcsőház saját bekötési és mérési ponttal rendelkezik, lépcsőházanként kell ezeket a rendszereket is méretezni. Megvizsgáltuk a mérési pontok összevonását is, ez azonban olyan mértékű beruházást igényel, ami a rendszer megtérülését már túlságosan lerontja. A napelemek telepítésének másik korlátja a tető kialakítása: főként a 10-11 szintes épületek esetében nincs elég hely, hogy az épület teljes villamosenergia-fogyasztását ki tudjuk váltani.

A felújítási programot néhány kisebb intézkedéssel egészítettük ki: a lépcsőházi világítási rendszerbe LED világítótestek és alkonykapcsolók beépítését, a liftek meghajtásának frekvenciaváltóval való felszerelését javasoltuk.

A fenti intézkedések együttes hatásával (9. ábra) elérhető, hogy a vizsgált épületek energiafogyasztása 70% feletti arányban csökkenjen.

9. ábra. Az intézkedések hatása az épületek energia fogyasztására

5. Összefoglalás

A programban résztvevő épületek vizsgálata során megállapítottuk, hogy azok állapota igen vegyes képet mutat. Vannak panelépületek, amelyeken energetikai felújítást még nem, vagy alig végeztek, a karbantartási munkákkal olyan állapotban vannak, amely jó kiindulás lehet az energetikai felújításhoz. Más épületek esetén a karbantartási munkák elmaradtak, így valamennyi rendszerük rossz állapotban van és cseréje indokolt. Ez a mostani energetikai felújítást jelentősen drágítja.

A célként kitűzött 70%-os energia-megtakarítás valamennyi épületnél elérhető. Ehhez az épületszerkezetek költségoptimalizált követelményszint szerinti felújítása, kétcsöves, hőmennyiségmérővel szerelt fűtési rendszer, korszerű hőközpont, legalább 85% hatásfokú hővisszanyerővel szerelt szellőztető rendszer, valamint szolár energiatermelő rendszerek telepítése szükséges.

A távfűtésre kapcsolt lakóépületek épületfizikai, épületgépészeti felújítása azért is indokolt, mert erkölcsi és fizikai avulásuk és energetikai korszerűtlenségük előrehaladt.

A hőellátás lakossági fogyasztás- és költségcsökkentése nemzeti ügy, és Tanszékünk sokéves kutatás-fejlesztési tevékenysége már bizonyítást nyert. Jelen program mintaházaival az EU közvetlen támogatásának is köszönhetően további előrelépés valósul meg.

Dr. Magyar Zoltán, Baráth Géza