Klíma földön, vízben, levegőben – hogyan váltható ki a légkondi építészeti megoldásokkal?

„Már az ókorban is léteztek hatékony építészeti megoldások a hűtésre és a fűtésre, itt az idő, hogy lecsereljük az energiazabáló, méregdrága gépi légkondicionálás negyvenéves technológiáját” – fogalmaz a fenntartható építészet elméletét és gyakorlatát körbejáró 2011-es kötetében J. Owen Lewis, a dublini egyetem építészeti és energetikai tanszékének professzora. 

Drága mulatság?

A nyári hőség elviselhetőbbé tétele évszázadok óta foglalkoztatta az emberiséget, legalábbis annak jól szituált részét. A római császárok olykor havat hozattak kertjeikbe, hogy friss hegyi levegő legyen, az európai középkorban különféle rafinált legyezőrendszerekkel mozgatták a levegőt az arisztokraták házaiban. A Mississippi párás, hőgutával fenyegető deltavidékén például az amerikai ültetvényesek a 17-18. századtól a rabszolgáik által behozott technológiát alkalmazták: udvarházaik ajtajait és ablakait a folyóra nyitották, s az onnan érkező friss szellőt „légterelő” fasor segítségével a megfelelő helyre irányították.

A szakirodalomban klímatudatosnak is nevezett, megújuló erőforrásokra alapozott épülettemperálás egyik apostolának számító Lewis úgy véli, ha már a mai házak nem – az egykor kitűnő hőszigetelő tulajdonságai miatt is alkalmazott – vályogból, terméskőből vagy egyszerűen csak vastag falakkal épülnek, az embereknek akkor sem kell feltétlenül inkubátorszerű gépekkel fenntartott privát éghajlatot kialakítaniuk környezetükben. 

Példaként az időszámítás előtti utolsó században alkotó Marcus Vitruvius Pollio De architectura című művében szereplő „görög” villát említi. Az Augustus-kor meghatározó építésze a tájolás és a zárt homlokzatok kialakítása mellett egy egyszerű, a kortársai által előszeretettel alkalmazott trükkel gondoskodott az épület temperálásáról: a kettős falazat közötti, zsalukkal szabályozható huzatú légcsatornák segítségével a meleg évszakokban a pinceszintről felfelé szálló hideg levegő hűtötte a ház nyáron lakott, északkeleti tájolású lakrészeit. Télen pedig, amikor a lakók a házak délkeleti, nagy ablakos szobáiba költöztek, ugyanilyen csatornákon át a konyhai tűztérben felmelegedő és onnan szétterjedő levegőt áramoltatták a helyiségekbe.

Vitruvius görög villájának alaprajza egy kódexmásolatonFotó: Wikipédia

Hasonló elven működött az 1990-es évek közepéig – a légkondicionálók bevezetéséig – a magyar Parlament Steindl Imre által tervezett épületének hűtése is. Hajnalonta jégtáblákat szállítottak a Kossuth térre, a tömböket két, díszkútszerű szellőzőaknába csúsztatták, a hűs levegőt pedig ventilátor keringette a szellőzőrendszerben.

Róma a mai Londonban

A hűtés római technológiája egy mai családi lakóháznál is minden gond nélkül megoldható – állítják a fenntarthatóságot kiemelt fontosságúnak tartó építészek. A mérsékelt égövben a talajfelszín alatt 3-4 méteres mélységben nagyjából állandóan 8-10 Celsius-fokos – a házak pincéjében maximum 12 fokos – hideg levegőt megfelelően kialakított légfolyosók segítségével, szükség esetén némi ventilátoros rásegítéssel, egészen a lakóterekig lehet vezetni. Irodák esetében létezik egy másik megoldás is: az íróasztali ülőhelyek alatti nyílásokon langyos, 27-28 Celsius-fok körüli, alig érezhetően mozgó légáramlatot engednek a légtérbe, amely az asztalnál ülők teste által felmelegítve és felfelé terjedve kellemesen hűti környezetüket.

Lewis szerint az efféle régi-új alternatív technológiák – bár elsőre drágábbnak tűnnek – megfelelő tervezés mellett már a kivitelezéskor is közel negyedével olcsóbbak, mint a légkondik; üzemeltetésük, karbantartásuk pedig legfeljebb a felébe, ha nem épp töredékébe kerül a klímaberendezésekének. 

Légkondimentes példát a berlini Reichstag üvegkupoláját is jegyző brit sztárépítész, Sir Norman Foster londoni „üvegtojása” is szolgáltat. A Temze partján álló tízszintes, csupa üveg, csupa fém új városháza valóban egy felborulófélben lévő gigantikus tyúktojásra hasonlít, ám a meghökkentő külső még meglepőbb belső megoldásokat takar: a 12 ezer négyzetméter hasznos alapterületű, 45 méter magas épület légkondicionáló berendezések nélkül is kellemes hőmérsékleten tartható akár a legforróbb – tavaly nyáron még Angliát is megizzasztó – kánikulában is. 

Foster üvegtojása légkondimentes övezetFotó: Manuel Cohen/Manuel Cohen

Foster ugyanis az épület oldalfalai mentén belülről körbefutó spirál köré szervezte az egymáshoz képest teraszosan eltolt szinteket. Az emeleteket összekötő, csigalépcsőszerűen kanyargó, széles folyosókat pedig úgy alakították ki, hogy egyszersmind légcsatornaként áramoltassák a levegőt. Az állandó, kvázi természetes légmozgás – a hideg-meleg levegő mozgására alapozva – úgy hűti az épületet, hogy közben nincs huzat. A levegőt a spirális kialakítással és a térelválasztók elhelyezésével terelik a temperálás szempontjából megfelelő irányba, és tartják 30 Celsius-fok alatt. Ugyanezen az elven működik a londoni „uborka”, azaz a Swiss Re Building toronyház szellőzése is.

A szellőztetés vázlatrajza a Foster-féle londoni felhőkarcolóbanFotó: riskdesign.com

 Ókori praktikák

„A természetes anyagok és a környezeti folyamatok építészeti felhasználására az ókori Róma, illetve a közel-keleti arab civilizációk építészeti megoldásai szolgálnak a legjobb példával” – olvasható az Építés és klimatizálás című, Werner Nachtigal és Alfred Wissel jegyezte szakkönyvben.

Az évezredek óta ismert tetőkertes megoldást fedezték fel újra a múlt század nyolcvanas éveiben, és használják azóta is temperálásra amerikai és európai tervezőmérnökök. Méghozzá azért, mert a legalább 30-40 centiméter vastag talajréteg kiváló hőszigetelési tulajdonságokkal rendelkezik. Arról nem is szólva, hogy az úgynevezett intenzív (tehát gondozott és locsolt) zöldtetők állandóan nedvesek, és így párolognak is, ami hőt von el a környezettől, azaz természetes hűtőként funkcionál. Nem véletlen, hogy gondos vízszigetelés mellett efféle zöldtetőkkel ma már iparcsarnokokat, gyárépületeket is klimatizálnak világszerte.

A montreali Queen Elizabeth Hotel tetőkertjének részleteFotó: RENAULT Philippe/hemis.fr

A Kálvin téren elmaradt az úttörés

Egyre jobban terjed az elmúlt 10-15 évben kifejlesztett alternatív technológia, amelyet hivatalos terminológiával hűtő-fűtő álmennyezetnek, illetve falazatnak neveznek. Így működik egyebek mellett a berlini Potsdammer Platzon felépült üzleti negyed számos épülete, de ma már valamirevaló nyugat-európai lakóparkokban sem látni radiátort a lakásokban. A födém alá, illetve a tartófalak belső felületére 3-4 milliméter átmérőjű, hőálló műanyag csövekből szőtt hálózatot szerelnek, majd bevakolják. Nyáron a csövekben áramoltatott hideg víz hűti, télen pedig meleg folyadék fűti a belső tereket, amit a folyamatos légcsere érdekében rendszerint a már említett légbefúvásos megoldással is kiegészítenek. Energiaigénye mégsem több, mint a hagyományos radiátoros vagy légkondis megoldáshoz szükséges árammennyiség fele. Előnye emellett, hogy korábban épült terekben utólagosan is felszerelhető.

A budapesti Kálvin tér 11. szám alatti foghíjtelek beépítése során Magyarországon elsőként kísérletezett hasonló hűtő-fűtő mennyezetes megoldással Z. Halmágyi Judit. A pesti argóban vasalóháznak is nevezett fordított üvegpiramist eredetileg ugyanis a fent vázolt klimatizáló rendszerrel tervezte meg, amely ráadásként a Duna vizét használta (volna) fel az irodaház temperálására. A tervek kivitelezése és az irodaház építése közben azonban elhunyt a bécsi Peter Treitl építész-megrendelő, a lecsökkentett költségvetésbe pedig már nem fértek bele az alternatív megoldások.

Földdel vízzel

Létezik már olyan alternatíva is, amely a talaj mélyebb rétegeinek hűvösét ötvözi a vízkeringetéssel. Az úgynevezett aktiválás során egy adott épület fő falait adó vasbeton elemekbe, a vasalatok közé már a gyártás során 10-15 centiméter átmérőjű plasztikcsöveket applikálnak. Az ilyen elemekből felhúzott épületekben aztán a csövekben nagy nyomáson keringetett hideg vagy meleg víz révén a falak szolgálnak majd radiátorként, illetve légkondicionálóként, mivel a jó hővezetésű vasbeton percek alatt átveszi a csövek hőmérsékletét, és le is adja azt a környezetnek. Ezt azzal is kiegészítik, hogy az épületet, ha mód van rá, mélyen a talajba süllyesztett oszloplábazattal látják el, hogy nyáron az is hűtse az épületet - teszi hozzá a már idézett Lewis professzor. Ausztriában Bregenz városának múzeuma már ilyen technológiával készült. 

Bregenzben működik a földdel és vízzel kombinált klímaFotó: BARBARA GINDL/APA-PictureDesk

Mindehhez persze szükség van megfelelő, a gázok termodinamikáját kihasználó, környezetbarát szellőztetésre is. A szakértők szerint a kettő kellő alapossággal megtervezett és kivitelezett ötvözete rendkívül hatékony.