Fázisváltó anyagok alkalmazása épületszerkezetekben - Passzív energiagyűjtő árnyékoló

Napjaink legfontosabb kérdései a fenntarthatóság és az energiatakarékosság. Ehhez a hatékony és megújuló források kiaknázására, és az energiafogyasztás csökkentésére van szükség. Az épületek működtetésére fordított energiaigény redukálásával a globális energiafogyasztás jelentősen mérsékelhető lenne. Ez újszerű elvek és technológiák alkalmazásával érhető el. A dolgozat célja új módszer kidolgozása az épületek energiahatékonyságának növelése céljából, javaslat egy passzív szoláris rendszer kialakítására, ami széles körben alkalmazható a meglévő és az újonnan létesülő épületekben egyaránt. A javasolt épületszerkezeti megoldás a fázisváltó anyagok (az angol Phase Change Materials kifejezésből PCM) hőtároló képességét használja ki. Ezeknek az anyagoknak az a különlegessége, hogy a halmazállapot változásuk küszöbhőmérséklete vegyiparilag beállítható. A fázisváltás során viszonylag nagy mennyiségű energiát nyelnek el, illetve adnak le állandó hőmérséklet mellett. Ezt az energiát látens, nem érzékelhető hőnek nevezik. Az ilyen anyagok az épületszerkezetekben a hőtároló tömeget képesek helyettesíteni, viszonylag kis mennyiségben is. A dolgozatban bemutatott, a fázisváltó anyagokkal foglalkozó kutatások és épületszerkezeti megoldások inspirálták az új megoldást. A javasolt konstrukció egy belső oldali árnyékoló szerkezet, amibe fázisváltó anyagot integrálva passzív szoláris rendszer alakul ki. A PCM-nek köszönhetően az árnyékoló a télen beérkező napsugárzás energiáját tárolja, és azt késleltetve, az esti órákban adja le a belső tér irányába. A szerkezet nyáron is kedvezően befolyásolja a belső hőmérsékletet, a túlmelegedést okozó felesleges hőt tárolva azt később, az esti órákban a külső tér felé adja le. Így a szerkezet a fűtési és a hűtési időszakokban is csökkentheti az adott épület termikus komfortjához szükséges energiaigényt, az átmeneti időszakokat, hőmérséklet-kiegyenlítő hatásának köszönhetően meghosszabbíthatja. A PCM árnyékoló leghatékonyabb kialakítása további kísérletek és szimulációs vizsgálatok alapján dolgozható ki. A passzív működésű szerkezetnek köszönhetően az épületek energiamérlege jelentősen javulhat, energia felhasználásuk csökkenhet. Amennyiben elérhető a széles körű alkalmazhatóságuk, ez hozzájárulhat a globális energiafogyasztás mérséklődéséhez.

szerző

• 
  Andrási Alex Gyula
  Építészmérnöki mesterképzési szak osztatlan
  egységes, osztatlan képzés

konzulensek

• 
  Dr. Becker Gábor
  egyetemi tanár, Épületszerkezettani Tanszék
• 
  Szikra Csaba
  , Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék