Yöilmanvaihto: Uusia löytöjä energiatehokkaasta jäähdytyksestä

Yöilmanvaihto: Uusia löytöjä energiatehokkaasta jäähdytyksestä

Kasvavien helleaaltojen ja nousevien lämpötilojen myötä kesän lämmöneristyksestä on tulossa keskeinen haaste myös rakennusteollisuudelle ja talotekniikalle. Etenkin nykyaikaisissa, hyvin eristettyissä ja ilmatiiviissä rakennuksissa on taipumus ylikuumentua - varsinkin siellä, missä on suuret ikkunapinnat ja säilytyskapasiteetti. Yksi asia on varma: klassiset ratkaisut, kuten ilmastointijärjestelmät, ovat energiaintensiivisiä eivätkä ole kestävän rakentamisen hengessä. Luonnollinen yöilmanvaihto tarjoaa energiatehokkaan ja kustannustehokkaan vaihtoehdon - jos se suunnitellaan ja ohjataan kohdistetusti.

CoolBRICK-projektin tavoite

CoolBRICK-tutkimusprojektissa selvitettiin ensimmäistä kertaa todellisissa olosuhteissa, miten erilaiset ilmanvaihtoskenaariot toimivat yöllä - erityisesti yhdistettynä tiilimuuraukseen varastomassana. Painopisteenä on erilaisten ikkunoiden asentojen, ohjaustekniikoiden ja ilmanvaihtomuotojen vaikutus rakennusten jäähdytykseen yöllä.

Tutkinta todellisissa olosuhteissa

Tutkimusprojektin sydän oli kaksi identtistä koetaloa, joissa oli tiiliseinät ja ulkokaihtimet ikkunoissa BAUAkademie Salzburgissa.(katso kansikuva). Näitä seurattiin vuosia yli 200 anturilla erilaisten yöilmanvaihtoskenaarioiden todellisen jäähdytyspotentiaalin tallentamiseksi. Lisäksi testattiin erilaisia ​​ohjausteknologioita ja ikkunoiden avausasentoa - klassisesta kallistusasennosta automatisoituun ristituuletukseen ja matemaattisten mallien avulla. Tulokset ovat uraauurtavia: "Projekti tarjoaa ensimmäistä kertaa kattavaa, empiiristä tietoa siitä, kuinka luonnollista yöilmanvaihtoa ja varastomassojen kohdennettua jäähdytystä voidaan käyttää tehokkaimmin", selittää Heinz Hackl, Velux Austrian Public Affairs Manager. "Jopa yksinkertaisilla toimenpiteillä, kuten kohdistetulla ristiventilaatiolla, on valtava vaikutus. Tämän matalan teknologian menetelmän potentiaalia on aiemmin monissa tapauksissa aliarvioitu."

Tärkeitä näkemyksiä rakentamiskäytännössä

1. Kallistuvat ikkunat eivät riitä

Klassinen kallistettu ikkuna-asento varmistaa hygieenisen ilmanvaihdon, mutta alentaa huonelämpötilaa vain n. 1,6°C - maksimi ilmanvaihtonopeudella 2 h⁻¹. Nykyaikaisissa, hyvin eristettyissä rakennuksissa tämä ei useinkaan riitä välttämään ylikuumenemista kesällä.

2. Ristituuletuksella on huomattavasti suurempi vaikutus

Jos tuuletus suoritetaan kahdella vastakkaisella puolella (esim. julkisivu + takaosa tai julkisivu + katto), yli 4 h⁻¹ ilmanvaihtonopeus johtaa vain 20 cm:n ikkunan aukkoon. Huoneen lämpötilaa voi alentaa jopa 5,5 °C, mikä on selvästi havaittavissa oleva vaikutus asumis- ja työmukavuuteen.

3. Savupiipun tuuletus on erityisen tehokasta

Avoin katto- ja julkisivuikkunoiden yhdistelmä luo ns. savupiippu-ilmiön: lämmin ilma nousee ja poistuu katon läpi, kun taas viileämpi yöilma virtaa sisään alhaalta. Tulos: Ilmanvaihtonopeudet jopa 12 h⁻¹ – jopa tuskin mitattavissa olevalla ulkoilmaliikkeellä (< 0,5 m/s).

4. Tiiliseinät tukevat luonnollista jäähdytystä

Suuren lämpömassansa ansiosta tiiliseinät pystyvät varastoimaan päivän lämmön ja vapauttamaan sen uudelleen yöllä ilmanvaihdon kautta. Tämä varastomassojen passiivinen purkaminen on tehokasta vain, jos kylmää ilmaa kiertää riittävästi - eli hyvin suunnitellulla yöilmanvaihdolla.

5. Automaattinen ohjaus lisää tehokkuutta

Pelkkä ikkunan avaaminen ei riitä – oikea ajoitus on ratkaisevan tärkeää. Älykkäät, anturi- tai mallipohjaiset ohjaimet avaavat ja sulkevat ikkunat ennakoivasti säätiedot, seinien lämpötilan ja sisäilmaston huomioiden. Tämä mahdollistaa maksimaalisen jäähdytysvaikutuksen pienellä energiankulutuksella - sopii myös automaattiohjattujen kattoikkunoiden käyttöön.

Tärkeää rakentamisen ja kestävän rakennussuunnittelun kannalta

Tutkimuksen tulokset korostavat, kuinka tärkeitä hyvin harkitut ilmanvaihtokonseptit ovat uudisrakentamisessa ja rakennusten korjausrakentamisessa:

Kattoikkunoiden suunnittelu

• Der Einsatz von automatisierten Dachfenstern (z. B. Velux „Integra“) kann gezielt zur Kaminlüftung beitragen.
• Fensterpositionierung wird zur entscheidenden Planungsfrage: Ideal sind Durchlüftungsachsen über Fassaden- und Dachöffnungen hinweg.
• In der Sanierung lohnt es sich, zusätzliche Öffnungsflächen nachzurüsten – insbesondere in schwer durchlüftbaren Dachgeschossen.

Integrointi ilmanvaihtokonseptiin

• Nachtlüftung sollte als Teil eines ganzheitlichen Lüftungs- und Klimakonzepts verstanden werden – auch ohne mechanische Lüftungsanlagen.
• Low-Tech-Lösungen wie natürliche Lüftung können durch smarte Steuerungen ein neues Maß an Effizienz erreichen.

Osallistuminen kestävään kehitykseen ja energiatehokkuuteen

• Reduktion von Überhitzung ohne aktive Kühlung sorgt für geringere Betriebskosten, zusätzliche Kühlsysteme sind nicht nötig.
  
• Wichtiger Beitrag zur Erreichung von Klimazielen und Reduktion des Energiebedarfs im Sommer.
  Förderfähigkeit möglich im Rahmen nachhaltiger Bau- und Sanierungsvorhaben.

Johtopäätös: Suunnittele yöilmanvaihto erityisesti - pelkän ikkunoiden kallistamisen sijaan

CoolBRICK-projekti osoittaa vaikuttavasti, että hyvin harkitulla ilmanvaihtosuunnittelulla, kohdistetulla ikkunajärjestelyllä ja automatisoidulla ohjauksella huonelämpötilaa voidaan laskea merkittävästi yöllä - ilman teknistä jäähdytystä. Etenkin katolla on tässä ratkaiseva rooli piipun vaikutuksesta. Tämän ansiosta älykkäät kattoikkunaratkaisut ovat keskeinen osa ilmastoa kestäviä, terveellisiä ja energiatehokkaita rakennuksia.
(bt)