A cikkben a szerző egy, a 2022/23-as fűtési szezon előtt magyarországi lakóépületekben végzett felmérés eredményeit elemzi a szabványos és a valós épülethasználat közötti eltérésekre összpontosítva, különös tekintettel a fűtési hőmérséklethez kapcsolódó hatásra. A vizsgálat feltérképezi a lakóépületek és az energiafogyasztási szokások eltérő jellemzőit és pontosabb épülethasználati adatokat ad épületenergetikai számításokhoz. A távfűtéses épületekre vonatkozó konkrét meglátások közé tartoznak a tipikus használati szokásoktól való eltérések. Emellett a tanulmány rávilágít az átlagos fűtési hőmérséklet és a homlokzati szigetelési szintek közötti kapcsolatra is. A cikkben a szerző a fűtéscsökkentéshez kapcsolódó használati szokásokat is bemutatja a távfűtött épületekre. Összességében az eredmények rámutatnak az energiahatékonysági intézkedések optimalizálásának lehetőségeire azzal, hogy mélyebb rálátást kapunk a szabványos modellek és a valós használat közötti eltérésről.
A szerző a BME Gépészmérnöki Kar, Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék egyetemi docense.
Bevezetés
Jelen tanulmány egy magyarországi épülethasználati felmérés [1] eredményeinek elemzésére összpontosít. A felmérést 1000 háztartásban végezték el a 2022/23-as fűtési szezon előtt. A mintát úgy választották ki, hogy reprezentatív legyen az ország lakástípusaira, régióira és településméretére nézve. A 23 reprezentatív épülettípust a hazai lakóépület-tipológia [2] alapján választották ki, amely figyelembe veszi az építés évét, az épületenkénti lakásszámot, a lakásméretet és az építőanyagokat. A felmérés 81 kérdést tartalmazott a demográfiai adatokra, a lakások állapotára, a jelenlegi használatra, a felújítási tervekre és a 2022-es energiaár-emelés miatt tervezett felújítási tervekre vonatkozóan. Az energiafogyasztással kapcsolatos kérdések a fűtési, a melegvíz-ellátási és a hűtési rendszerekre, valamint azok időzítésére vonatkoztak. A felmérés kitért az esetleges időszakos használatra egyes helyiségekben, a termosztát használatra, a hőmérsékletcsökkentési-, valamint a természetes szellőzési szokásokra, az érzékelt komfortérzetre és a fűtési szezon hosszára általában. A felmérés alapján betekintést nyerhetünk a hazai lakóépületek épülethasználati szokásaiba, amely alapként szolgálhat a hazai szokások dinamikus szimulációban történő modellezésénél.
A dinamikus épületszimulációk esetében általában szabványos épülethasználatot feltételeznek szabványosított beállítási értékekkel és működési jellemzőkkel, amelyek általában nemzeti vagy nemzetközi szabványokon alapulnak [3, 4]. Az épületek vagy akár épülettípusok szimulációs eredményeinek mért adatokkal való összehasonlításakor azonban jól látható, hogy a szimulált és a mért adatok között akár jelentős különbség is lehet az épülethasználati szokások miatt [5–7]. A lehetséges energiamegtakarítási intézkedések tervezésénél fel kell mérni az épület felújítás előtti használatát, valamint meg kell határozni a tervezett állapotot. A legtöbb esetben a tényleges felújításból származó megtakarítások kisebbek a várt értékeknél, ami az úgynevezett rebound-hatásnak tudható be, amikor a felújított épületekben a csökkentett üzemeltetési költségek miatt a lakók magasabb komfortfokozatot tartanak fenn (pl. magasabb beállított hőmérséklet a fűtési szezonban). A felmérés eredményei alapján a cél a szabványos épületüzemeltetési modellezés jellemzőinek összehasonlítása a valós épülethasználattal, valamint a rebound-effektus hatásának kiemelése a fűtési hőmérséklet tekintetében.
Az épület használati jellemzői
Szabványos épülethasználati modell a szimulációkban
Az elemzéshez a 16798-1:2019 szabvány által definiált felhasználói profilokat használtam fel. Egy lakóegység kihasználtsága a szabvány alapján átlagos értékként adható meg, amely lakások esetében 28,3 m²/fő, azonban a lakók jelenléte eltérő a hétköznapokra és a hétvégékre vonatkozóan [8]. Az 1. ábrán a lakások foglaltsági ütemezését láthatjuk a dolgozókra és a nyugdíjasokra vonatkozóan.
1. ábra. Az EN 16798-1:2019 szabvány szerinti otthoni jelenléti arány [8]
A belső hőmérséklet beállítási értékét fűtési időszakban 20 °C-ra, hűtési idényben 26 °C-ra veszik fel, melyek a csökkentett időszakokban 16 °C, illetve 32 °C. Bár a fűtés- és hűtés-csökkentési időszakok nincsenek közvetlenül meghatározva, általában a 22 órától reggel 6 óráig tartó éjszakai időszakot veszik figyelembe.
Minden esetben a teljes klimatizált épületterületet fűtöttnek kell tekinteni a szabvány szerint. A hűtésre vonatkozóan a szabványnem határoz meg egy hűtött terület arányt.
A kérdőíves felmérés eredményei
A kérdőíves felmérés során összesen 1000 háztartást kérdeztek meg, ezeknek csak egy része volt távfűtéses épület. Összesen 135 távfűtéses épületet vizsgáltak meg, amelyek 5 különböző épülettípusba tartoznak. A felmért épületek átlagos lakásmérete 55,2 m2 volt, az átlagos lakottság 2,33 fő/lakás. Ez a 23,7 m2/fő kihasználtsági arány 16,3%-kal alacsonyabb, mint a szabványban szereplő érték. A kihasználtságot illetően csak a következő kérdéseket tették fel:
Van-e valaki, aki otthon marad a munkanapokon? (Válasz: igen/nem)
Heti átlagban hány napot nem tartózkodik otthon? (Válasz: 1–7 közötti érték)
A válaszokból megállapítható, hogy átlagosan az épületek 50%-ában van valaki otthon munkanapokon, ami a 10%-nál nagyobb normál kihasználtságot jelezhet munkaidőben. Átlagosan arról számoltak be, hogy a feltételezett 5 munkanap helyett csak 3,88 napon voltak üresek a lakások, a többi napon feltételezhetően valaki otthon van. Ez lehet a COVID-19 járvány következménye is, amelyből a statisztikai adatok alapján – a megnövekedett home-office arány miatt – megnövekedett kihasználtságot igazoltak [9].
A vizsgált épületekben a beltéri hőmérséklet értéke fűtési idényben átlagosan 21,8 °C volt, ami 1,8 °C-kal magasabb, mint a szabványokban ajánlott 20 °C-os érték, ami átlagosan nagyobb energiafogyasztást eredményez. A 2. ábrán a beltéri átlaghőmérsékletek láthatók a homlokzat szigeteltségének függvényében. Az ábrán látható, hogy a szigetelési szint növelésével a teljesen szigetelt épületek esetében a beltéri átlaghőmérséklet 0,82 °C-kal nő a szigeteletlen esethez képest. Ez a megfigyelés jó támpontot adhat az épületburkolat felújításának, a megtakarításra gyakorolt csökkentett hatásának előrejelzésére, a felújított esetnél 0,8 °C-kal magasabb érték vehető figyelembe.
2. ábra. Átlagos belső hőmérséklet a külső szigetelés mértékének függvényében
Amikor a teljes fűtött alapterület arányát kérdezték, a legtöbb lakásban 100%-os arányt jelentettek, azonban néhány esetben a lakás egy részét nem fűtötték, ami átlagban 95,2%-os fűtött terület arányt eredményezett, ami valamivel alacsonyabb, mint a szabványokban feltételezett teljes fűtési arány.
A lakások 80%-a esetében nem volt programozható termosztát a fűtött tér hőmérsékletének szabályozására. Érdekes, hogy a programozható termosztát megléte esetén csak 80% használja azt aktívan, míg 20% nem él vele, annak ellenére, hogy megvan a lehetőség az energiatakarékosságra (a belső hőmérséklet csökkentésére) (3. ábra). Egy korábbi tanulmányban megállapították, hogy egy hőköltségelosztó jelenléte jelentősen növelheti a programozható termosztátokkal elérhető megtakarításokat azáltal, hogy a terület/mennyiség alapú költségosztás helyett egyéni mérés és elszámolás lehetőségét biztosítja [10].
3. ábra. A programozható termosztát használata
A programozható termosztátok működésére is rákérdeztek: a válaszadóknak meg kellett jelölniük, hogy az alábbiak közül melyik eset(ek)ben használják a termosztátot:
A fűtéscsökkentést akkor alkalmazzák, amikor a család utazik.
A fűtéscsökkentést munkaidőben alkalmazzák.
A fűtéscsökkentést éjszaka alkalmazzák.
A 4. ábrán bemutatott eredmények alapján látható, hogy a termosztátot leggyakrabban az éjszakai fűtéscsökkentésre használják (56,7%), míg a munkaidőben történő hőmérsékletcsökkentés lényegesen kisebb arányban (39,2%) valósul meg. Elutazás esetén azonban a termosztátot használók 44%- a jelezte a hőmérsékletcsökkentést.
4. ábra. A programozható termosztát fűtés-visszavételi opciójának kihasználtsága, ha aktívan használják azt
Az is látható, hogy nincs közös viselkedési minta a programozható termosztát működésével kapcsolatban, minden lehetséges működési ütemterv csak az összes lehetséges válasznak körülbelül 50%-át kapta meg.
A hűtés esetében a kérdések az aktív hűtéssel rendelkező és nem rendelkező épületek nyári időszakára vonatkoztak. A válaszok alapján a lakók a hűtés meglététől függetlenül hasonló beltéri hőmérsékletet jeleztek: azokban a lakásokban, ahol nem volt aktív hűtés, a lakók által becsült beltéri hőmérséklet egy forró nyári héten 26,5 °C, míg hűtés esetén 24,7 °C volt. A hűtéssel rendelkező lakásokban átlagosan a teljes alapterület 24,9%-a volt hűtött. Az 5. ábra a hűtés időtartamát mutatja be azon lakások esetében, ahol hűtést szereltek be, ami a vizsgált épületek 32,6%-át jelenti. Csak a hűtött lakások 15,9%-a esetében használták a hűtést a nyár legmelegebb két hetében. A hűtésre vonatkozó válaszok több mint 59,1%-a esetében a hűtést szinte az egész nyári időszakban használták. Az épületek minősége alapján ez a jelenség csak akkor fordulhat elő, ha az épület használata nem megfelelő, tehát nincs árnyékolás és nem alkalmaznak intenzív szellőztetést éjszaka.
5. ábra. A hűtési időszak hossza nyáron
Összefoglalás
Összefoglalva, a 2022-es magyarországi épületfelmérés eredményei rávilágítanak a magyarországi lakóépületállomány használati szokásaira és épületüzemeltetési gyakorlatára.
Ebben a cikkben csak a távfűtéses épületek adatait értékeltem. A megfigyelt 23,7 m²/fő lakóterület-arány 16,3%-kal marad el a szabványos értéktől, ami a távfűtéses épületek feltételezett és tényleges használati sűrűsége közötti különbséget jelzi. A felmérés érdekes mintázatokat tárt fel a lakók jelenlétét illetően: az épületek közel 50%-ában volt valaki otthon munkanapokon, ami jelentősen magasabb, mint a munkaidőben 10-20%-os szabványos kihasználtság. Továbbá az előzetes 5 munkanappal szemben átlagosan 3,88 napos távollét azt sugallja, hogy olyan tényezők, mint a COVID-19 járvány, amely megnövelte a home-office arányát és átformálta az épülethasználati szokásokat, amit figyelembe kell venni az energiahatékonysági intézkedések hatásának becslésénél.
A fűtési idény belső hőmérsékletét is részletesen megvizsgáltam, ahol az átlagos beltéri hőmérséklet 21,8 °C volt, ami 1,8 °C-kal magasabb, mint a 20 °C-os szabványos hőmérséklet. Ez a hőmérséklet-különbség jelentős hatással van az energiafogyasztásra. A szigetelési szintek növekedése és a beltéri átlaghőmérséklet növekedése közötti összefüggés értékes információ az utólagos szigeteléssel elérhető megtakarítás becsléséhez: az épület teljes homlokzati szigetelésénél a belső hőmérséklet a megelőző állapothoz képest átlagosan 0,8 °C-kal magasabb, ami a megtakarítások számításánál figyelembe vehető lenne.
A fűtésszabályozással kapcsolatos kérdésekre adott válaszok a programozható termosztátok használati szokásaira világítottak rá. Míg a megkérdezett lakások 80%-a nem rendelkezett programozható termosztáttal, ahol volt, ott csak az esetek 80%-ában használták aktívan. Ez a kihasználatlanság, különösen a nem lakott időszakokban, elszalasztott energiamegtakarítási lehetőségeket jelent. A termosztát működési ütemezésében megfigyelt hiányosságok még inkább rávilágítanak a hatékonyabb használatot ösztönző, személyre szabott stratégiák szükségességére.
Vizsgáltam továbbá a kérdőív alapján a hűtési szokásokat is, ami azt mutatta, hogy a lakók hasonló beltéri hőmérsékletet tapasztaltak, az aktív hűtés meglététől függetlenül. A hűtött alapterület átlagosan a teljes alapterület 24,9%-a volt. A hűtést túlnyomó részben egész nyáron használták, ami csak nem megfelelő épülethasználat – kimaradó éjszakai szellőztetés – mellett lehet csak indokolt.
Köszönetnyilvánítás
A Kulturális és Innovációs Minisztérium ÚNKP-23-5- BME-459 kódszámú Új Nemzeti Kiválóság Programjának a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Alapból finanszírozott szakmai támogatásával készült.
Irodalomjegyzék
T. Csoknyai, Z. Szalay, Z. Gergely Laszlo, D. Szagri, M. Horvath, B. Takacsne Toth, P. Kotek, The impact of utility price control changes on the gas consumption of the Hungarian residential building sector, Budapest, 2022. https://rekk.hu/downloads/academic_publications/rekk_ policybrief_en_2022_05.pdf
T. Csoknyai, J. Farkas, L. Formanek, M. Horváth, Épülettipológia tanulmány, KEOP-7.9.0/12-2013-0019 projekt, Budapest, 2015.
9/2023. (V. 25.) ÉKM rendelet az épületek energetikai jellemzőinek meghatározásáról, https://njt.hu/jogszabaly/2023-9-20-8X, 2023.
MSZ EN 16798-1 Épületek energetikai teljesítőképessége, Magyarország, 2019.
P. van den Brom, A.R. Hansen, K. Gram-Hanssen, A. Meijer, H. Visscher, Variances in residential heating consumption – Importance of building characteristics and occupants analysed by movers and stayers, Appl Energy 250 (2019) 713–728. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.05.078
W. Zhang, J. Calautit, Occupancy behaviour and patterns: Impact on energy consumption of high-rise households in southeast China, Smart Energy 6 (2022) 100072. https://doi.org/10.1016/j.segy.2022.100072.
M. Laskari, R.F. de Masi, S. Karatasou, M. Santamouris, M.N. Assimakopoulos, On the impact of user behaviour on heating energy consumption and indoor temperature in residential buildings, Energy Build 255 (2022) 111657. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2021.111657.
E. 16798-1:2019, Energy performance of buildings – Ventilation for buildings – Part 1: Indoor environmental input parameters for design and assessment of energy performance of buildings addressing indoor air quality, thermal environment, lighting and acoustics – Module M1, 2019.
KSH, A 15–74 éves foglalkoztatottak távmunkavégzése demográfiai jellemzőik szerint, 2022. https://www.ksh.hu docs/ hun/xstadat/xstadat_evkozi/e_tavmunk9_17_04a.html.
V. Vámos, M. Horváth, The effect of building refurbishment and changing occupancy on the district heating consumption of multifamily buildings: Case study of Miskolc, Hungary, Journal of Building Engineering 81 (2024) 15. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.108132.
