Dr. Wolfgang Feist   P A S S Z Í V H Á Z   T A N F O L Y A M a   a Passzívház Akadémia Kft. gondozásába

Ha van kérdése az oldallal kapcsolatban, tegye fel!

PHPP: több, mint csak egy energiamérleg

1. ábra: Passzívház Tervező Csomag
(németül PassivHausProjektierungsPaket)

A PHPP egy táblázatkezelő munkamappából és egy kézikönyvből áll - a passzívházak tervezésének fontos segédeszköze.

2. ábra: Mérés és szimuláció összehasonlítása a tudományosan kiértékelt dramstadt-kranichsteini passzívházprojektnél. (Kattintson a diagrammra a nagyításhoz; a felhasznált szimulációs program: DYNBIL; az összehasonlítás [AkkP 5]-ben került publikálásra.)

3. ábra: Dinamikus szimulációval (DYNBIL) és PHPP-vel (havi eljárással EN 832 alapján és éves eljárással) készített számítások összehasonlítása. Az egyszerűsített stacionárius számítási módszer és a dinamikus szimuláció eredményei nagyon jól megegyeznek egymással - az összehasonlítás során gondosan kell figyelni arra, hogy minden eljárásnál identikus adatok kerüljenek felhasználásra. (A böngésző "Kép megjelenítése" funkciójával egy nagyobb képet kap.)

4. ábra: A mért fogyasztás (statisztikai adatok) összehasonlítása a PHPP-vel.
Csak statisztikailag elegendő mennyiségű szúrópróba átlagolt mérési eredményével lehet az összehasonlítást elvégezni - mert az egyéni fogyasztási értékek az eltérő felhasználói viselkedés miatt túlontúl ingadoznak. A középértékek a PHPP-vel nagyon pontosan megegyeznek. (Kattintson a grafikára a nagyításhoz.)

5. ábra Az ábrázolt mérleg (jobb oldalon) a PHPP-vel került kiszámításra; és a Darmstadt Kranichsteinben ténylegesen megépült passzívházakhoz tartozik (építészek: Prof. Bott, Ridder, Westermeyer). Az energiamérleg mért értékei (bal oldalon) nagyon jól megegyeznek a számított mérlegértékekkel. A mérés négy hőszámlálóval és egy kalibrált gázszámolóval történt. (A böngésző "Kép megjelenítése" funkciójával egy nagyobb képet kap.)

A számított értékek és a ténylegesen mért felhasználás nem csak véletlenszerűen ennél a dokumentált projektnél megegyező. A tapasztalat ezen eljárással rendre kíváló eredményt mutat.

6. ábra: Példa egy családi ház PHPP-vel elkészített mérlegére. 14,3 kWh/(m²év)-vel a kritérium teljesítésre került. Ez a link a kiszámolt családi ház információihoz vezet. (Egy kattintás a grafikára - és nagyobb méretben láthatja.). Forrás: [AkkP 20].

7. ábra: Havi fűtési hőmérleg PHPP-vel a példában szereplő családi házhoz. (Forrás: [AkkP 20])

8. ábra: Éves hőmérleg (a havi hőmérlegek összegeként) egy családi házhoz PHPP-vel kiszámolva. A szoláris nyereségnek és a belső hőforrásoknak nagyobb a szerepük, mint a fűtési hőnek (jobb oszlop). ([AkkP 20] alapján; egy kattintás a grafikára és nagyobb képet kap) Magyarázatot az energiamérleghez itt talál: Energiamérleg.

Hol található a PHPP?

Közelebbi információt a PHPP-hez a Passzívház Intézet weboldalán talál: PHPP - a PHI-nél.

További információ az aktuális Passzívház Konferenciáról:
www.passivhaustagung.de.

A Passzívház Tervező Csomag (PHPP) a következőket tartalmazza:

  • energiamérleg kiszámítása (U-értékekkel együtt)
  • ablakok tervezése
  • légkomfort szellőzés tervezése
  • fűtési terhelés meghatározása
  • nyári komfortszint előrejelzése
  • fűtés és melegvízellátás meghatározása
  • ... és további hasznos eszközöket passzívházak megbízható tervezéséhez, valamint
  • a passzívházak támogatásához szükséges igazolást (pl. amit a KfW elvár)
  • a német energiamegtakarítási rendeletnek (EnEV) megfelelő egyszerűsített igazolást
  • egy részletes kézikönyvet, mely nem csak a PHPP folyamatát magyarázza, hanem a passzívházak építésének minden lényeges mozzanatát - ez maga a passzívházak építési gyakorlatának a könyve.
Ezek által a PHPP tartalmaz mindent, ami egy biztosan működő passzívház tervezéséhez szükséges.

Pontos modell: szimuláció a fizika alaptörvényei alapján

Az első passzívházaknál még elengedhetetlen volt, az épület időben nagyfelbontású numerikus szimulációval történő tervezése. A nagyon csekély energiafogyasztású épületek energiamérlegének kiszámítása egy igényes feladat - az érvényben lévő rendeletek és szabványok túl pontatlannak bizonyultak hozzá; és ezen máig sem változott semmi. Egy olyan szimulációval, mely a fizika alapszabályai felé orientálódik, az épület viselkedése azonban nagyon pontosan kiszámítható. Evvel csak az a probléma, hogy egy instacionárius szimulációs programba a beadandó adatok mennyisége tetemes - a mi darmstadt-kranichsteini passzívházunk számítógépes modellje 2.000-nél is több független adat beadását is megkívánta (a klímaadatokon kívül). Ahhoz, hogy a szimuláció megbízható eredménnyel szolgáljon, ezt a 2.000-nél is több adatot, az épület geometriájának megfelelően pontosan meg kell határozni. Ez lehetséges, mint azt a szimuláció és a mért adatok összehasonlítása is mutatja (2. ábra - bal oldalon, fölül - [AkkP 5]). Viszont a ráfordítás, egy ilyen modell elkészítéséhez nagyon nagy - és nem mindegyik adat ugyanolyan fontos, habár a "nem fontos" adatok helyettesítése alkalmatlan értékekkel is vezethet rossz végeredményhez.

Egy pragmatikus út: egyszerűsített modell, egyértelmű elvárt adatokkal

Eltérő szimulációs modellek összehasonlítása után sikerült megállapítanunk, hogy melyek azok a ténylegesen fontos adatok, melyek egy egyszerűsített modellben, megbízható mérleg létrehozásához az adatfelvétel még akceptálható szinten tartása mellett szükségesek. Az elfogadható egyszerűsitésekhez vezető út az [AkkP 13] publikációban került dokumentálásra. Meglepőleg hathat, hogy egy nagyon egyszerű modellel, úgy mint

  • az egész házat egy zónának tekintve és
  • havi energiamérleggel számolva, az időben felbontott instacionárius szimulációval szemben
már a praktikus tervezési célokat kielégítő pontosság érhető el. (Vö.: 3. ábra a bal oszlopban!)

A messzemenő egyszerűsítés előnye nem csak az áttekinthető számítási folyamatban rejlik, hanem főleg

  • az adatfelmérés jóval kisebb mértékében (mert már csak az épületburok és a szellőztetés kerül leírásra)
  • az ezáltal csökkenő hibalehetőségek számában és a számítás ezáltal könnyebb felülvizsgálhatóságában (egy felülvizsgálatokat végző mérnök haja megőszülne a gondolatttól, ha egy épület minőségbiztosításánál a numerikus szimuláció minden egyes kiinduló adatát le kellene ellenőríznie)
  • a tulajdonképpen legfontosabb befolyásoló tényezőkre lehet koncentrálni
  • ezen fontos befolyásoló tényezők mindegyike bevonásra kerül.
Az utolsó ponthoz némi magyarázat: a legtöbb magasszintű szimulációs program bizonyos fizikai folyamatokat ugyan nagyon pontosan meghatároz (pl. instacionárius hővezetésnél vagy sugárzási hőcserénél), viszont más helyeken a modell viszonylag durvábban számol (pl. az üvegfelület okozta szögfüggő sugárzási transzmissziónál vagy a szoláris sugárzás balkon vagy növény okozta beárnyékolásánál, stb.). Az "összes" fontos folyamatot a "fizika által megkövetelt pontossággal" együttesen ezidáig egy program sem kezeli - és ez a jövőben is egy igen komplex feladatot jelentene, ami tovább növelt hibapotenciált vonna magával.

Természetesen minden egyszerűsítés a pontosság egy bizonyos részének elvesztésével jár - azonban minden nem korrektül beadott adat egy komplex modellben szintén csak pontosságvesztéshez vezet. És, a dolgokat pragmatikusan szemlélve, egy épület termikus viselkedése (időjárástól is függő!) kiszámításának a pontossága egyébként is korlátozott. Nyomatékosan kifejezésre szeretnénk juttatni, hogy nem a szimulációs programok felhasználása ellen érvelünk. Épp fordítva, a tudomány számára ez az egyetlen helyes út. Egy kiforrott építési koncepcióra vonatkozó gyakorlati tervezési folyamat számára egy egyszerűsített, a tervezési folyamathoz optimálisan hozzáigazított számítási eljárás, a kevesebb hibalehetőség miatt azonban még pontosabb is lehet.

Az európai passzívházak építéséhez optimálisan beállított eljárás, a PHPP, időközben ezerszámra bevált. A PHPP bonyolult instacionárius modellek szimulációs számításai alapján lett bekalibrálva.

Miért pontosabb a PHPP az energiahatékony épületek esetében a hagyományos eljárásoknál?

A PHPP fejlesztése instacionárius szimulációk eredményének szisztematikus analízisén keresztül történt [AkkP 13]. Kizárólag olyan szimulációs módszerek kerültek felhasználásra, melyek eredményét a megépített passzívházakban történt mérések megerősítettek (vö.: 2. ábra balra, fent). A fejlesztés a passzívház szabvány számára készült - tehát olyan objektumokra, melyek fűtési hőszükséglete nagyon csekély. Ezen a ponton a PHPP számítása némileg eltér az EN 832-es európai szabványtól. Az eltérés szokásos épületeknél mindenesetre nem jelentős - csak extrém hosszú időkonstanssal rendelkező objektumoknál van kihatása; az EN 832 ebben az esetben túlzottan optimista.

A PHPP eredményei ezen kívül sorozatosan, megépített passzívházak szúrópróbaszerűen vett, de elegendően nagyszámú mérési eredményeivel került összehasonlításra (vö.: 4. ábra a bal oldalon). Ez az összehasonlítás rendszeresen nagyon jó korellációt mutat.

A PHPP-ben egy sor keretfeltétel jelentősen eltér pl. a német Energiamegtakarítási Rendelettől (EnEV). Ezen változtatásoknak fontos oka van, melyek részletesen a [Feist 2001]-ben kerültek megvitatásra.

  • Hatékony háztartási eszközöket tartalmazó lakóépület belső hőforrása a fűtési időszakban 2,1 W/m² (+-0,3) körül realisztikus (és nem 5 W/m², mint amivel gyakran számolnak). A PHPP tartalmaz egyébként egy számítási lapot, amivel a belső hőforrások egy specifikus projektnél pontosabban meghatározhatók. A túl magas értékkel számolt belső hőforrások ahhoz az illúzióhoz vezethetnek, hogy nagyon alacsony fogyasztás, sőt nulla fűtésenergiájú ház már alacsonyabb építési szabványnál is lehetséges. A gyakorlat megmutatta, hogy ez nincs így.
  • Szobák középhőmérsékletének jelenleg a 20 °C egy realisztikus feltételezés (a 19 °C-kal szemben).
  • A szoláris nyereségnél a realisztikus beárnyékolási faktor és a mindig jelenlévő szennyeződés figyelembevételre került.
  • Az átlagos hőmérsékletkorrektúra-faktorok a jól szigetelt épületeknél gyakran túl alacsony értéket kapnak. Pl. tetőfödémnél a realisztikus érték nem 0,8, hanem 1,0.
  • A nézet, miszerint a "hozzáadódó légcserehányad a tömítetlenség és az ablaknyitás miatt" az EnEV-ban elszívásos rendszernél 0,15 h-1, hővisszanyerővel rendelkező kiegyenlített szellőztetőberendezéseknél 0,2 h-1 - mindkét esetben túl magas értékek. Korrekt módon, mint a PHPP-ben és a DIN EN 832-ben az elért légtömörségből, azaz a mért n50-értékből kell kiindulni.
Ezek, és még további okok miatt van eltérés a számításban, melyek az energiahatékony épületeknél azonban lényegesek.

Több, mint csak egy energiamérleg

A PHPP első sorban nem azért lett kifejlesztve, hogy valamilyen igazolást kiállítsanak vele. A PHPP sokkalinkább egy tervezőeszköz, amivel az építész és a szaktervező a passzívházvázlatát szakszerűen tervezni és optimalizálni tudja. A PHPP segítséget ad az ablakok betervezéséhez (az optimális komfortszint szempontjából), a lakásszellőztetés betervezéséhez (az optimális levegőminőség eléréséhez, elegendő nedvességtartalom mellett) és a gépészet betervezéséhez is. A PHPP az egész házat egy egységként kezeli, beleértve a szellőztetést és az egyéb gépészetet. A PHPP kézikönyvében leírtak nem korlátozódnak a táblázatkezelőbe beadandó adatok magyarázatára, hanem ezeken felül számos tippet ad az épületrészek optimális kialakítására (légtömör, hőhídmentes és költséghatékony), a tervezés lefolyására és a minőségbiztosításhoz.

Ez a link a passzívház téma alapinformációihoz vezet.

Forrás:

[AkkP 5] Energiebilanz und Temperaturverhalten; Protokollband Nr. 5 des Arbeitskreises kostengünstige Passivhäuser, 1. Auflage, Passivhaus Institut, Darmstadt 1997 (Link a publikációs listához, PDF, 200kB)

[AkkP 13] Energiebilanzen mit dem Passivhaus Projektierungs Paket; Protokollband Nr. 13 des Arbeitskreises kostengünstige Passivhäuser, 1. Auflage, Passivhaus Institut, Darmstadt 1998 (Link a publikációs listához, PDF, 200kB)

[AkkP 20] Passivhaus-Versorgungstechnik; Protokollband Nr. 20 des Arbeitskreises kostengünstige Passivhäuser, 1. Auflage, Passivhaus Institut, Darmstadt 2000 (Link a publikációs listához, PDF, 200kB)

[Feist 2001] Stellungnahme zur Vornorm DIN-V-4108-6:2000 aus Sicht der Passivhausentwicklung, CEPHEUS-Bericht, 1. Auflage, Passivhaus Institut, Darmstadt 2001 (Link a publikációs listához, PDF, 200kB)

[PHPP 2004] Feist, W.; Pfluger, R.; Kaufmann, B.; Schnieders, J.; Kah, O.: Passivhaus Projektierungs Paket 2004, Passivhaus Institut Darmstadt, 2004 (Link a leíráshoz: PHPP-tartalom).

Egy komplex modell, mely minden fizikai hőtranszport-mechanizmust az alapoktól kezdve leképez, jól alkalmazható szisztematikus tudományos vizsgálatokhoz. A fenti "kapcsolási rajz" egy részletet (egy szobát) mutat a darmstadt-kranichsteini passzívház DYNBIL-modelljéből. Evvel a modellel alapvető vizsgálatok készültek - és egy összehasonlítás is a részletes mérési eredmények és a szimuláció között (2. ábra bal oldalon fölül). Ez a modell a PHPP számítási módjának kalibrálásához is felhasználára került. (Kattintson az ábrára egy nagyobb felbontású képért.)


Szerző: Dr. Wolfgang Feist,
a német Passzívház Intézet vezetője


Link a német
Passzívház Intézet
honlapjára: