energiatakarékosak

Gernot minke

Ezért a kasseli Környezettudatos Építési Központban (ZUB) öt különböző zöldtetőn végeztek méréseket 2007 novembere és 2009 februárja között azzal a céllal, hogy meghatározzák a hőszigetelés viselkedését. A projektet a Német Környezetvédelmi Alapítvány finanszírozta (Minke/Gross 2010).

A zöldtetők képesek jelentősen csökkenteni a nyári napsugárzás által termelt hőt, télen pedig a tetők által sugárzott hőveszteséget.

Az 1. és a 2. ábra mutatja a szerző Kassel hőmérsékleti mérésének eredményeit egy kissé lejtős zöldtetőn. Ezt a tetőt vad fűfélék/vad gyógynövények vastag növényzete borította, 16 cm vastag könnyű hordozót képezve. A szeptemberi, körülbelül 30º C-os középhőmérséklet mellett az aljzóréteg alatti tető hőmérséklete 17,5 ° C-ra emelkedett. Január -14 ° C-os hőmérsékletével a talaj alatti hőmérséklet (aljzat) soha nem esett 0 ° C. A görbék a hőmérséklet-különbségek különösen erőteljes csökkenését mutatják, ezzel megmutatva az energiatakarékosság lehetőségét az épület légkondicionálásában.

A tesztek (lásd az 1., 2. és 3. táblázatot)

A teszt helyszínét Kassel belvárosában, körülbelül 14 méter magasan helyezték el. Ez egy fűtött és erősen szigetelt kísérleti helyiségből állt, amelyen hat tesztmező volt elrendezve, 1,00 m x 1,20 m felülettel, a megfelelő 25 cm vastag oldalszigeteléssel.

Az éghajlati kamrában 20 ° C hőmérséklet volt, maximális rezgés 10%.

A referencia mező egy tető volt, amely hőszigeteléssel (λ = 0,04 W/(mK) 20 cm vastag és szintetikus tetőhéjjal volt ellátva a víz kiürítéséhez, szubsztrátum vagy vegetációs réteg nélkül, a 2.8. Táblázat mutatja a tesztmezők elrendezését. A szubsztrátok és a vegetációs fajok kiválasztását úgy választottuk meg, hogy külön-külön rögzíteni lehessen a szubsztrát és a növényzet hatását.

Mindegyik mérési mezőbe 12 Pt 100 detektort, valamint egy szondát vezettek be a hőáram mérésére. 6 percenként rögzítik a megfelelő érzékelők mérési értékeit.

Eredmények mérése

A 3. ábra az öt zöldtető hordozó alatt mért hőmérsékletet (azaz az épületelemben uralkodó hőmérsékletet) mutatja egy nyáron egy hét alatt, összehasonlítva a tetőn a vízszigetelés alatt észlelt hőmérsékletekkel a szántóföldön. . Ezek 25–45 ° C-kal magasabbak voltak, mint a zöldtetőké, bár az erős napsugárzás miatt a referenciamező fölött mért levegő hőmérséklete csak 7 ° C-kal (maximum) volt magasabb. Összehasonlításképpen: az éjszaka folyamán a referenciamező felszínén a hőmérséklet akár 7ºC-kal alacsonyabb volt, mint a levegő hőmérséklete, ami mutatja az ilyen típusú tetőn átvitt hőveszteség éjszakai hatását.

Az V. és a VI mező összehasonlításával azt találtuk, hogy a 15 cm vastag szubsztrátum az V. mezőben, sűrű füves fajtákkal, nagyobb mértékben csökkent a hőmérsékleti tartományban, mint a VI mezőben, amelynek szubsztrátja csak 8 cm vastag volt, és amelynek növénytakarója mindenekelőtt Sedum volt (lásd a 3. ábrát), az is azt mutatja, hogy a zöldtető hatása miatt a külső hőmérséklet ingadozásai átlagosan 50% -kal, a IV. mezőben és 70% -kal csökkennek., az V. mezőben.

Különösen hatékony a zöldtetők miatti hőmérséklet-ingadozások csökkentése télen, amit a tetőn mért értékek mutatnak (lásd a 3. táblázatot). Január hetében a külső levegő hőmérséklete maximálisan 18º C volt, és a referenciamező megfelelő maximuma 15º C-ot tett ki. Eközben a 15 cm vastag szubsztráttal rendelkező mezőkben rezgés nélkül, míg a egy 8 cm vastag hordozónál a maximális rezgés csak 3 ° C volt. Olyankor, amikor a levegő hőmérséklete folyamatosan 0 ° C alatt volt, sőt -18 ° C-ig is csökkent, ami a referenciamező hőmérsékletét + 3 ° és –12 ° C között ingadozta., a 15 cm-es hordozóval rendelkező mezők hőmérséklete soha nem volt fagypont alatti. A 8 cm vastag hordozóval rendelkező területen azonban a talaj megfagyott.

Az 5. grafikon a négy 20 cm vastag hőszigetelésű mező átadásával havi hőveszteséget (vagy -nyereséget) mutat be. Ez azt mutatja, hogy a három nyári hónap referenciamezejében jelentős hőnövekedés tapasztalható, ami 960 volt. Wh/m 2 júniusban, míg a többi mezőben ennek az értéknek csak az ötödét érte el. A 6. ábra a havi hőveszteséget (vagy nyereséget) mutatja átadás útján 2008. június és augusztus között.

Bár a 2009. január 2-8. Közötti téli héten folyamatosan 0 ° C és -17 ° C közötti léghőmérséklet uralkodott, a fűvel borított zöldtető 15 cm vastag aljzatának hőmérsékletét folyamatosan + 1 ° C-on tartották. Ez a tény mindenekelőtt azzal magyarázható, hogy a hordozó nedvességtartalma miatt a látens hőtárolás hatással van.

A 2. táblázatból arra lehet következtetni, hogy a referenciaplafonhoz képest a téli hőveszteség, a 15 cm-es füves aljzatú mennyezet esetében decemberben 25% -kal volt alacsonyabb, átlagosan 18,2% -os csökkenést ért el, az egész fűtési időszak alatt.

A 3. táblázat azt mutatja, hogy a füves növényzettel és 15 cm vastag aljzattal ellátott tető 10% -kal kevesebb hőveszteséget mutatott a fűtési időszakban, összehasonlítva a csak 8 cm vastag aljzattal és Sedum növényzettel felszerelt tető megfelelő értékeivel.

A vizsgálati eredmények megerősítik, hogy a zöldtető a 20 cm vastag hőszigeteléshez képest is jelentős hőszigeteléssel rendelkezik nyáron, és jelentős kiegészítő hőszigetelő hatással is rendelkezik a fűtési időszak alatt. Ezenkívül nyilvánvaló volt, hogy célszerű vastag, 15 cm vastag, világos szubsztráttal rendelkező vadfű növényzetet használni, mint egy kevésbé vastag Sedum növényzetet, és csak 8 cm vastag könnyű szubsztrátumot. Csak azt kell figyelembe venni, hogy a további 7 cm-es könnyű hordozó vízzel telített állapotban körülbelül 70-80 kg/m 2 súlynövekedést eredményez. .

Következtetések

A zöldtetők hőhatása a következő jelenségeknek köszönhető:

Ezenkívül a fotoszintézis és a légzés segít elsimítani a nappali és éjszakai hőmérsékletváltozásokat:

  • A fotoszintézis során a C6H12O6 (glükóz) minden előállított molekulájához 2,83 kJ energia kerül felhasználásra. Nyári napokban, amikor a fotoszintézis uralkodik, hűsítő hatás lép fel. Éjszaka, amikor nem történik fotoszintézis, a légzés miatt hő keletkezik.
  • A látens hőnek a könnyű szubsztrátumban történő tárolási hatása a hőmérséklet-különbségek csillapítását okozza: amikor a hordozó felső rétegében a víz megfagy, egy gramm víz gramm jéggé történő átalakulása kb. 80 termikus kalória. A fagyasztási folyamat szubsztrátja sokáig 0 ° C hőmérsékleten marad, bár a külső hőmérséklet lényegesen alacsonyabb. A jég felolvasztása során a megfelelő, kb. 80 kal/g jég energiamennyiséget ismét felhasználják az aggregációs állapot átalakulásához; ennek az energiának azonban szinte teljes egésze a levegőből származik. A folyamatot teljes egészében szemügyre véve a látens hőtároló hatás a tető hőhatásához vezet.

Régi építésű házakban és tetőtéri irodákban a zöldtetők által elért nyári hővédelem jelentős jelentőséggel bír. A Kasselben található épületekben több esetben igazolták, hogy 30 ° C külső hőmérséklet mellett a zöldtető földrétege alatti hőmérséklet soha nem volt magasabb 20 ° C-nál (lásd még a 2.6. Ábrát), és hogy A belső hőmérséklet soha nem haladta meg a 25ºC-ot.A fénykép Berlin-Kreuzberg példáját mutatja, ahol a tetőn lévő meghosszabbításnak köszönhetően további életteret nyertek. A kerti tető alatt kényelmes klímát teremtettek.