Az Egyesült Királyság rangsorában az ötödik legjobb egyetem, a Loughborough University magyar oktatója, dr. Gutai Mátyás vízzel töltött üveg felhasználásában látja az épülettervezés jövőjét. Több mint egy évtizedes kutatásának legfrissebb eredményeit az „Energy and Buildings” nemzetközi folyóirat a napokban publikálta dr. Abolfazl Kheybarival, a Kaiserslauterni Egyetem oktatójával közösen.

Dr. Gutai Mátyás a Tokiói Egyetemen folytatott doktori fokozatszerzése során fejlesztette ki koncepciójának alapjait, melyet japán szabadtéri meleg vizű forrásfürdői ihlettek. Ötletét két működő prototípus létrehozásával is alátámasztotta, melyeket Magyarországon és Tajvanon épített meg, és a WFG-t egy nagyobb mechanikai rendszer részeként használják. Dr. Gutai 2017-ben csatlakozott a Loughborough University-hez, és a két vízházról gyűjtött adatokat felhasználva dolgozott ki egy olyan szimulációs rendszert, amely felméri az ilyen szerkezetek energiateljesítményét. Most megjelent kutatási eredményeiben az ez alapján továbbfejlesztett rendszerét mutatja be, mely egy hőszivattyú hozzáadásával évszaktól függően fűti, illetve hűti a vizet.

Legújabb tanulmánya szimulációkkal hasonlítja össze a WFG rendszer teljesítményét (hőszivattyúval) egy tipikus épület fűtési rendszerével (azaz ablakokat párosítva gázfűtéssel és légkondicionálóval). Dr. Gutai egy tipikus, egyenlő oldalú, üvegezett homlokzattal ellátott irodahelyiség (17,5 m²) éves energiafogyasztását vette alapul. A szimuláció segítségével megvizsgálta, hogy a WFG rendszerrel ellátott iroda hogyan tud működni a különböző éghajlati övekben: ehhez 13 különböző égövön – trópusi, száraz, mérsékelt, kontinentális és sarki- fekvő várossal kalkulált. A kutatás feltárta, hogy az ún. WFG rendszerek minden szempontból jól teljesítenek lakott területeken, éghajlattól függetlenül: a meleg éghajlaton elhelyezkedő épületek hűvösek, míg a hűvös környezetben találhatóak melegek, mindezt további energiaellátás nélkül.

A hőt a tartályban tárolják, és ha a hőmérséklet csökken, akkor azt a falakhoz vissza lehet vinni az épület melegítéséhez, a központi fűtéshez hasonló rendszerrel. Alternatív megoldásként a tárolt hő felhasználható melegvíz ellátásra. Az eljárás energiatakarékossága abból adódik, hogy a vízelnyelés és a szivattyúzás sokkal kevesebb energiát vesz igénybe, mint a HVAC rendszereknél. A technológiának más előnyei is vannak, beleértve az akusztikát, a kevesebb „árnyékolás” (a túlmelegedés és az üvegházhatás elkerülésére használt módszerek) szükségességét, továbbá nincs szükség az üveg színezésére az energiahatékonyság javítása érdekében.

A hagyományos rendszereknél dr. Gutai a dupla üvegablakkal, illetve az argonnal töltött hármas üvegablakokkal vizsgálta a teljesítményt. A tanulmány fő megállapításai szerint a WFG rendszer a víz abszorpcióját hatékonyan használja az üveg energiateljesítményének javításához, és a vízréteg hatékonyan csökkenti a fűtés és hűtés terhelését, minimalizálva a napi és az idényjellegű csúcsokat.

A szimulációk során az is kiderült, hogy a jelenlegi üvegtechnológiák nagyobb energiamegtakarítást eredményezhetnek, ha nagyobb figyelmet fordítanak a napszigetelés javítására, szemben a szokványos szigeteléssel.

Dr. Gutai álláspontja szerint: „Az épületek jelenlegi üveghasználata veszélyezteti az energiafogyasztást, a hőkomfortot, az akusztikát és egyéb szempontokat is. A WFG megváltoztatja ezt a paradigmát, és az üveg a fenntartható építkezés elemévé válik. Megmutatja, hogy az épületekre és az épületelemekre holisztikus gondolkodásmód hatékonyabb és fenntarthatóbb épített környezetet eredményez. Például egy ablak esetében, ha izolált rendszernek tekintjük, akkor a napenergia túlmelegedése kihívás, amelyet meg kell oldani a hűtéssel. Ha holisztikusan közelítjük meg, akkor a hőtöbblet lehetőséget kínál, mert ugyanaz a hő hiányzik másutt, az épület hidegebb részén vagy a melegvíz ellátásban.”

A magyar mérnök jelenleg kutatása termékké fejlesztésén dolgozik, hogy vállalatok(ok) bevonásával mielőbb elérhetővé váljon technológiája.

A koncepció bemutatása: https://www.youtube.com/watch?v=1FbSnLE2R9g&feature=youtu.be

Forrás: https://www.theengineer.co.uk/water-filled-glass-loughborough-university/

Nyitókép: a vízház prototípusa Tajvanon (fotó: dr. Gutai Mátyás)