Lapszámok

Építkezés és az épített környezet

Az EU-ban az épületek a szén-dioxidemisszió 36 százalékáért felelősek, míg az energiafogyasztás 40%-ért. Emiatt az épületek és az infrastruktúra esetében a folyamatos emissziócsökkentés elősegítése érdekében a teljes életciklust érdemes vizsgálni. Ugyanis a cementből és betonból készült építmények az életciklusuk későbbi szakaszában szén-dioxid-elnyelőkké válnak.

Az éghajlatváltozásról szóló Párizsi Megállapodás globális felmelegedésre vonatkozó 2 o C-os forgatókönyve szerinti célok elérése érdekében 2050-re a teljes építőipari szektornak közel teljes szén-dioxid-semlegessé szükséges válnia. A Global Alliance for Buildings & Construction nemzetközi szervezet számos meglévő eszközt azonosított ennek elérése céljából, ezek a teljesség igénye nélkül: közel nulla energiaigényű épületek (nZEB-ek), jelentős felújítás, hatékonyabb épületmenedzsment és alacsony szén-dioxid-kibocsátással járó energiatermelés. A cement és a beton igen jelentős szerepet játszik a felsoroltak tekintetében.

Beton a hatékony fűtés és hűtés érdekében

A hagyományos épületek energiafogyasztása 150–200 kWh/m²/év. Ezzel ellentétben ma már olyan betonépületek tervezhetők, melyek a termikus tömegáramlásnak, a tartós légtömörségnek és egyéb megoldásoknak köszönhetően 50 kWh/m²/év-et vagy ennél is kevesebbet fogyasztanak.

A termikus tömegáramlás fogalma a beton azon egyedi képességét fedi, ami eltárolja az energiát és a napi körforgás során felszabadítja azt, ezáltal hozzájárul a kellemesebb beltéri hőérzethez és a hűtés-fűtés energiaigényét is csökkenti. A beton ezen leírt tulajdonságát fokozza a termikusan aktivált beton, mely esetében a betonba beágyazott csövek vezetik a hűtést és a fűtést.

Habár a termikus tömegáramlás előnyös tulajdonsága függ az épület típusától és az elhelyezkedésétől, a megtakarítás mértéke a fűtés esetében az 5%-ot, hűtés esetében a 20%-ot is elérheti. Míg a termikusan aktivált beton esetében közel kétszer annyi energia takarítható meg.

Ahogyan Európa a villamosenergia-ellátását szénsemlegessé alakítja a megújuló energiaforrásokra történő átállással, és az építmények hűtését, illetve fűtését egyre növekvő mértékben az elektromos árammal üzemelő, hatékony hőszivattyúk biztosítják a földgáz helyett, a beton kínálja a legjobb lehetőséget az alacsony szén-dioxid-kibocsátású energiaforrások kiaknázásához.

Ez azért mondható el, mert az egyre energiahatékonyabb épületek létesítése mellett a betonépületekben a termikus tömegáramlás energia tárolására használható, továbbá a beton jobban igazodik a megújuló energiaforrások ingadozásainak igényeihez. Ezt a jellemzőt „demand response”-nak, azaz „igény-visszacsatolás”-nak nevezik.

A „The Concrete Initiative” c. program egy tanulmánya megmutatta, hogy a termikus tömegáramlás által biztosított rugalmasságnak köszönhetően jelentős megtakarítások érhetők el. Ez igaz mind az elektromos hálózat szintjén – például a villamos energia többletteljesítményének akár 50%-os csökkenése a csúcsfogyasztás időtartalma alatt – és az egyes épületek szintjén is – akár 25 %-os szén-dioxid-megtakarítás is elérhető építményenként –, a megújuló energiaforrások térnyerése és a szén-dioxid-emisszió csökkentése által.

A betonépítmények tartóssága

Az épületek felújításakor a beton a legjobb választás. A beton tartósságának köszönhetően a betonból készült építmények több tatarozási fázis után is időtállók és nem igénylik az újjáépítést. Ugyanakkor érdemes megemlíteni, hogy az energiahatékonyság növelése érdekében az épület szerkezetének teljes felújítása magába foglalja az újjáépítést is – ami sok esetben előnyös alternatíva gazdasági, energiahatékonysági és társadalmi szempontból.

„Okos” beton

A végső segédeszköz, a hatékonyabb építésmenedzsment magába foglalja az automatizálást, a használói szokásokat és a vezérlést. A fentiekre egy példa a termikusan aktivált beton általi „okos” (automatizált) hűtés-fűtés-szabályozás. Az elektromos okoshálózattal való kommunikáció az egyik legjobb módszer a megtermelt összes megújuló energia felhasználására, valamint az igény és ellátás szabályozására.

Beton a megújuló energia termeléséért és az alacsony szén-dioxid-kibocsátású közlekedési megoldások érdekében

A fenti leírásban bemutatott, a betonépítmények teljes élettartamára vonatkozó szén-dioxid-megtakarítás folyamata a beton tartósságából és rugalmasságából fakadóan a teljes infrastruktúrára kivetíthető és annak egészére előnyös. A beton alagutak és hidak csökkentik a gépjárművek emisszióját, míg sok, a szén-dioxid-kibocsátást csökkentő megújuló energiaforrás infrastruktúrája, mint például a gátak vagy a szélerőműparkok elképzelhetetlen beton nélkül.

Innovatív megoldások betonnal

Ahhoz, hogy az építőipar szénsemlegessé válhasson, az építkezések során, valamint a már meglévő épített környezetben is szükséges alkalmazni építőipari innovációkat és technológiai fejlesztéseket. Ennek érdekében a fentiekben bemutatott, a teljes életciklusra kivetített emisszió-csökkentésben való hagyományos szerepvállalása mellett a további csökkentésekért folytatja a fejlesztéseket a cement- és a betonipar.

Mint más európai iparágakat és szolgáltatási szektorokat, várhatóan az építőipart is átalakítja a digitalizáció. A termelés iparosítása és a 3D nyomtatás révén elért nagyobb pontosságtól kezdve az ellátási lánc optimalizálásán át a chipek alkalmazásáig ezen folyamatok a továbbiakban is mérséklik az építőipar szén-dioxid-kibocsátását.

Ezenkívül az építőmérnökök az épület élettartamára gondolva olyan irányú designfejlesztéseket hajtanak végre, melyek révén nagyobb teret kapnak az építmény modularitási jellemzői. Ez azt jelenti, hogy élettartama során az épület többször átépíthető és ezáltal új felhasználási módokkal ruházható fel. Következtetésképp az épület egyes alkotóelemei vagy akár az egész épület modulárissá és újrafelhasználhatóvá válhat. Várhatóan nőni fog azon alkalmazott megoldások száma, melyek révén csökken a felhasznált építőanyagok mennyisége és a keletkező hulladék, és melyek növelik az építőanyag-felhasználás hatékonyságát. A beton megfelelő választásnak bizonyul ezen célra:

- Számos ausztriai mintaprojekt igazolta a beton alkalmazásának hatékonyságát a megújuló energiaforrásokból származó többletenergia-tárolás tekintetében, ezáltal teljesen kihasználva a megújulók révén generált energiacsúcsokat – mely által az épületek fűtési költség nélkül működtethetők egész évben.

- A finnországbeli Raahe településen a Kummatti lakótelepen végrehajtott rehabilitáció során beton panelfalakat használtak újra, ami 36%-os építésiköltség-csökkentést eredményezett.

- A Berlin közeli Mehrowban megvalósult új lakásépítés a „Plattenbau” (a panelházakra jellemző) építési technológiával készült, fölöslegessé vált épületekből származó, előregyártott betonelemek újrahasználatával létesült. Az építkezés költsége ezáltal 30%- kal csökkent és az épület szén-dioxid-lábnyoma lényegesen alacsonyabb lett.

Miként segíthet a szabályozás?

- Az épületek energiahatékonyságáról szóló, az Európai Parlament és a Tanács 2010/31/EU irányelvének nemzeti szintű végrehajtása révén folyamatosan hangsúlyt helyezve az épületek energiafogyasztásának csökkentésére. Ehhez tartozóan az energiahatékonysági számítások elvégzésekor a termikus tömegáramlás figyelembevétele.

- Az építésügyi szabályok és a műszaki előírások felülvizsgálata, megerősítése és végrehajtása által az épített környezet teljes élettartamára vetített szénsemlegesség elérése, a használati szakaszukban lévő és már az élettartamukon túli épületek, valamint infrastrukturális alkalmazások bevonásával.

- Az integrált, „okos” és szénsemleges villamosenergia-hálózat és épületállomány tervezésekor a szerkezetihőenergia-tárolás előnyeinek kihasználása

Fotók: https://elements.envato.com/