Jövőtechnológiák az építésben - konferencia beszámoló I. rész

Az előadások témája igen színesnek ígérkezett: az algaépítészettől, a fából épült magasházakon és öngyógyuló betonon keresztül egészen a napjainkban igencsak felkapott átlátszó napelemig és a 3D nyomtatásig minden területet érintettek, és bemutatták építészeti alkalmazási lehetőségeiket. Tanulságos volt látni a számtalan energiatakarékos és környezetkímélő megoldást, amelyektől már nem fényévek, hanem csak napok választanak el bennünket. Bár Magyarországon még egy-két „szupermegoldásra” biztosan várnunk kell legalább egy évtizedet, a környező országok igencsak elöljárnak a megvalósítás terén. Szerencsére ötletekben mi sem szűkölködünk, ahogy az majd beszámolónkból is kiderül. A biztonsági öveket kérjük becsatolni, célállomás a közeljövő!

Fotobio algapanel

Kissé késve érkeztem, így bevezető helyett azonnal az algatelepek épületre helyezésének titkaiba csöppentem bele. Ifj. Dr. Kistelegdi István egyetemi docenst legutóbb az Aktívház konferencián hallottam, itt most kevésbé látványos és hatásos, inkább ismeretterjesztő, de nem kevésbé érdekes előadást láthattunk tőle. Az algatenyésztő „telep” fő alkotóelemei az alga, víz, oxigén valamint a fény, amelynek hatására beindul a fotoszintetizálás, és ezáltal az energiatermelés is. Elsősorban biogáz termelésre használják a telepeket, de az ipariban is széleskörű az alkalmazása: ragasztókat, műanyagokat állítanak elő belőle, valamint közlekedőeszközök meghajtóanyagát. A biomassza felhasználási köre tehát igen széles, fűtésre, hűtésre, villamos energia termelésére és üzemanyagként egyaránt hasznosítható. A kollektorok felmelegedése miatt direktben is hasznosítható a hő. Még a levegő tisztításához is hozzájárul, hiszen CO₂ -t köt meg. Magas minőségben élelmiszer, kozmetikumok, gyógyszerek, sőt állateledel is készül belőle. Az igazán nagyszerű az algában, mint energiaforrásban, az, hogy időjárási,- és földrajzi viszonyoktól függetlenül telepíthető. Ún. fotobio paneleket készítenek belőlük, amely egy keretbe helyezett átlátszó tartály, hasonlóan egy termikus kollektorhoz. Ebben keringetik az algával töltött elegyet. A felületre kb. 40°-os dőlésszögben kell elhelyezni, hasonlóan a napkollektorokhoz.

Ez mind igazán nagyszerűen hangzik, viszont felvetődik a kérdés, hogy miért fontos az algatechnológia az építészetben?

Ma nagyvárosi környezetben helyhiánnyal küzdünk, így a homlokzati felületek hasznosítása nagy jelentőséggel bír. Az épületek homlokzatára telepítve sok termelő felületet hozható létre. A panelek egyúttal az árnyékolást és a passzív hűtést is megoldják. Az algáknál nem számít a dőlésszög, mint a kollektoroknál, az árnyékolt felületekre is nyugodtan telepíthető, mivel nem is szeretik a direkt fényt és a túl nagy meleget sem. Napelem kiváltására is alkalmas, megújuló energiatermelőnek számít. Ez a „Vertical Farm” jelleg a tájépítészeti törekvéseknek is kedvez, így zöldfelületek nyerhetők nemcsak a tetőkön, hanem a homlokzatokon is.

A hamburgi BIQ House

Az első és eddig egyetlen megvalósult épület, amely algapanelekkel épült a hamburgi BIQ Haus. Kísérleti épületként épült, ahol kísérleteznek, méréseket és fejlesztéseket is végeznek az algákkal. Passzívháznak épült, 1350 m² algafelülettel. Használata közben folyamatos mérést és adatgyűjtést végeznek a beépített rendszerekről. A homlokzaton 200 m² foto-bio reaktor felületet helyeztek el. A panelek a függőleges tengelyük körül el tudnak forogni, ezáltal követve a nap járását, ez az ún. „solar bief tracking”. A panelek 4 rétegű üvegből készültek argon gáz töltéssel, antireflexiós fehér színű üvegezéssel. A kinyert biogáz elégetésével a szén-dioxid vissza tud kerülni a rendszerbe. A panelrendszer alapvetően a távhő ellátást segíti, illetve szerepe van a ház használati-melegvíz ellátásában is. Az előállított hőt egyébként a földben is lehet raktározni, és földszondás rendszerrel összekapcsolni. A tetőre fotovoltaikus rendszert telepítettek. A megvalósítás előtt először tesztpaneleket építettek. A cél az épület kis üzemeltetési energiafogyasztása volt.

A legelterjedtebb zöld alga faj a Scenedesmus olliquus, amely kolóniákban él, nem mozog szabadon.

Az épület működése

Automatizálható, zárt technológiai körforgásra épes, konstans biomassza minőséget tud előállítani, egész évben képes termelni. A biomassza termelése a fény mennyiségétől és a massza szüretelésétől függ. A panel alsó részén sűrített levegőt fújnak be, ez turbulenciát okoz odabent, felkavarja az algákat, azok pedig elkezdenek fotoszintetizálni. A vízbe pici műanyag szálakat kevernek, amelyek így keringés közben a surlódás által tisztítják az üvegfelületet. Ez nagyon fontos, hiszen egyébként bealgásodna az üveg. A keringetést bonyolult gépészeti rendszer végzi (ha esetleg azt hittük volna, hogy szaladhatunk is a boltba, és hipp-hopp fel is szerelhetjük az algatelepeket a tetőre). A rendszer hőmérséklete max. 40 °C lehet, ez ugyanis az algák tűréshatára.

A panelekből származó szoláris sugárzás felét lehet hasznosítani évente, a teljes energiatermelés 38 %-a hőtermelésre hasznosítható, 8-15 %-ból biomassza keletkezik, amelyből biogáz állítható elő.

Egy másik elgondolkodtató elméleti projektről is beszámolt az előadó. A chichago-i Green City egy olyan magasház, amelynek CO₂ kibocsájtását minimálisra csökkentették különböző fenntartható megoldásokkal. A meglévő épületek kibocsájtása az összes kibocsájtás 70 %-a, ennek csökkentésére kiváló alternatíva az algák alkalmazása. A tervezett épület tetején elhelyezett szélturbinák a szélenergiát hasznosítják áramtermelésre. A homlokzaton fotovoltaikus panelek, foto-bio reaktorok találhatók, ezekhez a levegőből vett CO₂-t fújnak be gyantás közegen keresztül, amely megfogja a gázt. Az épület alatt spirálparkoló található elektromos autók számára. Zöld kertet telepítenek, ahol zöldségeket termelnek, és a helyi lakosok innen tudnak vásárolni. A kert öntözését esővízzel, a trágyázást a megszűrt és tisztított szennyvízzel (ez azért nagy kérdés, hogy hogyan működik, emberi végterméket nemigen használnak trágyázáshoz a mai gyakorlatban) oldják meg.

A bécsi fából épülő felhőkarcoló látványterve

Az algaépítészet kimeríthetetlen lehetőségeitől némi kitérő után gyorsan eljutottunk először a fából épült felhőkarcolókig. A fából épülő felhőkarcolóknak technikailag tulajdonképpen nincs semmilyen akadálya, azonban eddig inkább kutatásokat végeztek ezen a területen. Az eddigi legmagasabb faépítmény 24 szintes, és 96x36 cm-es legalsó keresztmetszetű tartókkal épült. Magasabb is építhető, hiszen a szálirányú terhelhetősége igen nagy a fának, a tűzvédelem miatt viszont túl kell méretezni a szerkezeteket, amelyek így több helyet is igényelnek. A tömör fa éghető anyag, de minél tömörebb, annál kiszámíthatóbb a viselkedése. A szerkezetet csökkentett teherbírásra tudják méretezni. Kényes csatlakozási helyeken inkább vasbeton pillért célszerű építeni. A legújabb megoldások egyike a jelenlét-érzékelő rendszer, amely a fűtési és világítási hálózatokkal is összekötetésben áll, tehát ha kevesen tartózkodnak az épületben, csak a szükséges helyiségeket üzemelteti, így a megtakarítás akár a fenntartási költségek 75 %-át is elérheti. Amiért a felhőkarcolókat érdemes fából építeni, hogy a faépítmények nagyságrendileg kevesebb erőforrást használnak el az építés során, mint más technológiákkal készülő épületek. Költségcsökkentő megoldás, eleget tesz a recirkuláció követelményének, vagyis lebontható és újrahasznosítható. A magasházak előnye az építészetben, és túlépített környezetünkben, hogy hatékony eszköz a várostervezésben, az épített felület aránya az alapterület növelése nélkül nő, és több hőt is tud tárolni, amely a növekvő hőszigetelési igények mellett nem elhanyagolható szempont.

Három és fél cm, már tényleg olyan, mintha ott sem lenne

A hihetetlen távlatok után kicsit leereszkedtünk a földre, és olyan hétköznapi problémákat érintettünk, mint hogyan lehet egyre vékonyabb függönyfal profilt létrehozni, hogy üveghomlokzatainkat ne a bordaháló megjelenése uralja. Erre hozott megoldásokat a Schüco, csupán 35 mm széles alumínium bordájával, 3 rétegű üvegezésével, valamint panorama design tolóajtajával és sarokablak-mániásoknak az új sarokablak megoldással.

Jean Nouvel zöld felhőkarcolója, Sidney

Egy röpke video erejéig a zöld homlokzatokhoz is visszatértünk a Jean Nouvel nevével fémjelzett Sidney-beli zöld felhőkarcolót csodálva, amelyet 250 őshonos, ausztrál, szélnek és szárazságnak ellenálló növényfaj és virág fut be. Emellett egy nem mindennapi konzol-terasszal tupírozták fel a penthouse lakásokat. A konzol aljáról tükrökkel verik vissza a fényt az alsóbb szintek kertjeire, éjszaka LED-es világítással érik el ugyanezt. Több környezetkímélő megoldást integráltak az épületbe, ennek köszönhetően 2014-ben elnyerte a LEAF-Award legjobb felhőkarcoló díját is.

A beszámolót hamarosan folytatjuk!

Képek forrása:

Borító: https://emagyarorszag.hu/2015/10/okos-jovo-forum/

1. kép: http://gwenergy.hu/algapanel-foto-bioreaktor-az-epulethomlokzaton/

2. kép: https://www.flickr.com/photos/kenlee2010/9729108995
3. kép: http://gwenergy.hu/algapanel-foto-bioreaktor-az-epulethomlokzaton/

4. kép: http://lajk.startlap.hu/wp-content/uploads/2015/03/Wooden-skyscraper-007.jpg

5. kép:https://www.schueco.com/web2/de-en/company/press/pressreleases_en/product_alu_2015_01_12_facade_systems

6. kép: http://www.archdaily.com/551329/one-central-park-jean-nouvel-patrick-blanc/54245755c07a80c9ea00007d-one-central-park-jean-nouvel-patrick-blanc-photo