RATI - Form follows energy...

Apa és fia, dr. Kistelegdi István DLA és ifj. dr. Kistelegdi István DLA pluszenergiás  üzem terveit készítette el Komlóra, az Energiadesign© koncepció szellemében. A hosszú koncipiálási folyamat főbb állomásait a felmerülő alternatívák folyamatos egybevetése, a passzív klímakoncepció elemeinek kidolgozása, az életciklus-analízis elvégzése, a helyi megújuló energiaforrások felkutatása, valamint a teljes tervezési projekt utólagos vizsgálata, a döntések hitelesítése jelentette. A fontos energetikai mérföldkőnek szánt üzem külső-belső megjelenésében is holisztikus, környezettudatos megközelítést tükröz.

Előzmények
„Nem csak cselekedeteinkért vagyunk felelősek, hanem azért is, amit nem tettünk meg."  (Buddha)

A RATI Kft. üzem-, és irodaépületének terve egy komplex, számos tekintetben új és időigényes tervezési folyamatra tekinthet vissza. Megrendelő és tervező már a kezdetektől fogva azonos álláspontot képviseltek: a létesítendő épületnek reagálnia kell korunk környezeti és gazdasági feszültségeire. Az ipar, a politika és az egyetemek immár hazánkban is megkezdték a közös munkát a klímaváltozásra való válaszkeresésben: a RATI termelőépület-projektje ennek függvényében nem csak hazai szinten szándékozik jövőbemutató szegletkővé válni az energiahatékony és fenntartható építés terén. E mérföldkő megtervezése korántsem tűnt könnyű feladatnak. Az építőipari szektorban az energiahatékony és környezeti energiaforrásokat hasznosító technológiák immár főtémává váltak. Első látásra. Ebben az egyoldalú megközelítésben, ahol teljesen külön tervezett házba, tőle függetlenül elszeparálva tervezett, aktív-passzív technológia kerül beépítésre, nem lehet másról szó, mint az épületekbe történő protézis-megoldások addíciójáról. Ezek viszont sosem voltak képesek a fenntarthatóság szempontjából kielégítő megoldásokat biztosítani. A tervező az ökológiai célkitűzések és a valós technikai szükségletek metszetében egy új látásmódra tart igényt, amely szintetizál és egy interdiszciplináris munkafolyamat alapjait helyezi le. Az Energiadesign^© építési és tervezési módszer integrális, multidimenziós átfogó módszerével, több szemponttal bővíti ki az eddig ismert tervezési palettát és különböző kérdéseket vet fel jelen feladat tükrében:

• A lakó- és irodaépületek úttörő megoldásai után képes lesz az aktuális téma, a Green Factory szintén fenntartható „mérföldkővé" válni?
• A jelenlegi nemzetközi szintű analízis mutatja, hogy a tematika számos részterületén meghatározó eredmények születtek, pl. a hatékony gépesítés, üzemmód, folyamatok, ill. a fogyasztás területén. Eredmények az épület, mint összrendszer hatékonyságáról?  A válasz egy-két, a szabályt erősítő nyugat európai prototípus kivételétől eltekintve: negatív.
• Mindez további kérdést generál: Miben mutatkozik a korai tervezési fázisok hatékonysága a gyakorlatban?
• Összegezve: Hogy születik meg egy pluszenergia ipari épület?

A pluszenergia kérdés korántsem csupán morális természetű. Egyrészt a meglévő házak az épületállomány kb. 99 %-át alkotják, tehát ha új létesítésről van szó, akkor kizárólag pluszenergiamérlegű megoldás képzelhető el. Másrészt törvényi oldalról az EU Parlament által előírt EPBD 2010/31 rendelet 9. bekezdése alapján 2019-töl minden új középületnek, 2021-töl minden újonnan telepített épületnek közel nullenergia épületként kell üzemelnie.

 

Logikus reakcióként a 2009 februárjában elindult RATI projekt tanulmánytervét és az első, már ökologikus aspektusokat integráló tervanyag változatát az építész és climadesigner - az Energiadesign© módszer függvényében - kritikus szemmel elemezve megkérdőjelezte és újragondolta. Az új „Rethink building" épületkomplexum terveit az innovatív és a fenntarthatóság területén elkötelezett megrendelői oldal is támogatta.

A tervezés definíciója: ROADMAP, mint „útikalauz-térkép"
A felvázoltak függvényében az új kutatási tervezés tárgya egy konkrét építési-tervezési feladaton alapuló, szisztematikusan strukturált tervezési folyamat kifejlesztése, ahol a kitűzött cél – az említett pluszenergia performance – az épület teljesítményformájaként a priori definiálandó. A tervezési út exempláris épületklimatikai és -energetikai modellezése egy ROADMAP vagy útikalauz-térképnek tekinthető, amelyben a tervezési és modellezési döntési pontok, mint fejlesztési lépcsőfokozatok, úti állomások formájában összegződnek. A ROADMAP, mint az energiadesigner kronologikusan felsorakoztatott döntéseinek, lépéseinek láncolata, az ötlet – számítás, ill. qualitatív analízis – bizonyítás hármas tagoltságú algoritmusát követték és összesen 28 tematikai súlypontba, állomás-fejezetbe koncentrálódtak. A ROADMAP, mint algoritmus, többlépcsős mintamátrixként egy olyan gyárüzem és irodaépület tervezését, számítását, komplex analízisét és szimulációs verifikációját menedzselte, mely nem az eddig megszokott műszaki rendszerek alapján – fenntarthatóan működik.

 

 

A ROADMAP segédlet tervezési folyamata: moduláris „építőkocka" rendszer – avagy a ház funkcionális tömegformálása
„Az építészet nem tudomány, hanem olyan helyi vonatkozású kompozíciós feladatok megoldásai, melyek kemény és puha körülményeket, befolyásoló tényezőket integrálnak. A komponálás ugyanis az egymásra ható dolgok rendszerező összerakását egy célra, összhatásra irányuló integrációját jelenti.“ /Thomas Herzog/

A megvalósítandó beruházás célja a Rati Kft. új termelési és logisztikai központjának létesítése, irodarészleggel. A meglévő jelenlegi gyár- és irodaépület már nem tud megfelelni a változó, egyre gyorsabban fejlődő igényeknek. Az új épületkomplexum nem csupán korszerű járműipari műanyagfeldolgozó gyár-, ill. üzemépületként, hanem egyben innovációs központként is működik: a termelés mellett a kutatás-fejlesztés-innováció a Rati Kft. fő profilja. Az innováció természetesen az épület tervezésében, funkcionális és szerkezeti, műszaki megoldásaiban, anyaghasználatában és nem utolsó sorban működésében, az energiákkal való bánásmódjában, energiamérlegében is egyértelműen tükröződik.

Technológiai bázisprototípus
Megrendelői oldalról egy olyan specifikus tervezési program alakult ki, amely különböző magasságú és funkciójú terek üzemtechnológiai, logisztikai szempontból optimális szervezését igényli. A gyárépület technológiai működésének alapja az épület több mint 500 m²-es összefüggő raktárterülete, kb. 9,50 m-es belmagassággal és egy motorosan mozgatható, magas polcrendszerrel kialakítva. Az épület funkcionális technológiáját tekintve inkább logisztikai központ, mint termelőüzem karakterét mutatja. Ennek függvényében a térszervezés a raktár-, és polcgépészet, ill. az ezzel szorosan összefüggő targoncaközlekedés üzemeltetési és energetikai analízisével kezdődik, ahol az alternatív megoldások közül az energetikailag és üzemtechnológiailag legelőnyösebb verziót választottuk ki.

A folyamatosan anyagokkal, termékekkel feltöltődő raktár egy 3,40 m belmagasságú központi  termelőcsarnokot szolgál ki, ahol az anyagok további feldolgozása, szerelése, csomagolása, logisztikai feldolgozása zajlik. A kívánt jövőbeli funkcionális rugalmasság érdekében a termelési részleg egy térként lesz kialakítva, közvetlen kapcsolattal a szintén flexibilis egyterű raktárcsarnokhoz. A legfontosabb kritériumok a kompakt csarnoktömeg és egy olyan épületburok voltak, ahol a kilátás, a természetes fény, és ablakszellőzés nem ütközik akadályba. Mivel a legalább 10 méteres csarnokmélység megrendelői oldalról technológiailag elengedhetetlen volt, „arany középútként" egy hosszú, vékony és egy tömör, pontszerű megoldás között egy 17,35 m mély és közel raktárhosszúságú megoldás született.

 

 

Mind az üzemtechnológia, mind az egyszerűség és költséghatékonyság szempontjából logikus lépésnek bizonyult a két csarnokot hosszirányú oldalaik mentén összekapcsolni. A gyártástechnológia és logisztika szervezéséhez, irányításához és fejlesztéséhez szükséges iroda és műhely blokkok - mintegy 3,00 m-es belmagassággal – a gyártástechnológiai program záróakkordjait képzik. A földszinten elhelyezendő kb. 5,00 m mélységű, a csarnokokhoz képest kisméretű terek közvetlenül termelőcsarnok bütüfalai mentén kerültek elhelyezésre. Ez volt az egyetlen olyan pozíció, amely természetes megvilágítást és szellőzést biztosít a termelői irodák és műhelyek számára, továbbá a legrövidebb belső közlekedést indukálja.

Iroda és szaniter bővítés
Az így kifejlesztett technológiai bázisprototípus épület további iroda-, és szociális funkciókkal bővítendő. A helységprogram előírt hasznos alapterületei, ill. a természetes szellőzés és megvilágítás opciója szintén maximálisan 5,00 m mélységű, közel 50,00 és 25,00 m² nagyságú marketing, beszerzés, pénzügy, ügyvezető, titkárság, tárgyaló, fejlesztés modulegységekből álló, EU Office standard nívójú térstruktúrát determinál. A kb. 30 fős termelési munkaerőre és a kb. 20 fős irodai alkalmazottakra méretezett szaniter blokk női (kb. 10 fő) és férfi (kb. 20 fő) öltöző/WC/zuhanyzó egységekből áll. A megrendelő kívánságára a vizes helységek egy wellness-rekreációs részleggel bővíthetők.

RATI: Rajnai Attila Technológia és Innovációs Centrum
A beruházó különös tekintettel kezeli az innováció és kommunikáció aspektusait. A projekt legkülönlegesebb multifunkcionális terme, egy kerek 100,00 m² -es ebédlő-étkező, egy design-kávézó karakterrel ellátott belsőépítészeti megoldással közösségi térként fundál a rekreáció kibővített tereként, de itt főprofil a rendezvények, kiállítások, workshop-ok és beiskolázások megvalósítása is. Egy ilyen kaliberrel rendelkező innovációscentrum klasszisa, ahol termelési tevékenységen kívül, budapesti ipari formatervezőket bevonva aktív elméleti és gyakorlati fejlesztőmunka is folyik, ill. a reprezentáció meghatározó jelentőséggel bír, az építészt egy központi átrium kialakítására ösztökélte. Egy ilyetén „huszárvágással" egyrészt a különféle „elaprózott" tagoltságú funkciókat lehetett egy térrendező elv alá vetni, másrészt így létrejöhetett a különböző területek között egy olyan hálózat, mely az eleve szükséges közlekedési felületeket magas színvonalon integrálja és energia- ill. anyagáramlatokat képes szétosztani.

A kifejlesztett „3T" – 3 torony tervmodell
Egy iteratív tervezési fázisban számos megoldási variáns készült: a bázisprototípust a gyártótechnológia épületrészre telepített iroda, szaniter, többcélú terem és átrium terek komplettálták különböző passzív-, szellőző-, és klímacsarnok-, ill. tetőszerkezet-stratégiák alapján.

 

 

Az ötletek közül minőségi analízis és energetikai számítások segítségével a „3T" - 3 (szellőző)TORONY variáns került ki nyertesként, ahol a legtisztább funkcionalitás, gazdasági, energetikai és gravitációs szellőzés szempontjából előnyösebb áramlástani jellemzők uralkodtak. A kezdeti 3T verzió nagyvonalú átrium-közlekedőterét egy optimálisan hasznosítható dimenzióra minimálva nem csak a költséghatékonyságot sikerült növelni a helységprogram messzemenő kielégítése mellett, hanem az energiahatékonyságot is erősíteni lehetett. A kisebb kondicionálandó beltérfogat, kisebb hőveszteségi ill. felmelegedő épületburok felületek egyetlen épülettömegformáló „mozdulat" segítségével keletkeztek: a főépületet (termelés- iroda-átrium-szaniter funkciók) külső irodasávját és a belső szaniter-technikasávot egymáshoz képest átlósan hosszirányban eltolva a bütüfalak mentén egy-egy kb. 5,00 m mély bevágás képződött, mely a földszinti irodák fölött 2 tetőteraszt, ill. egy északkeleti és egy délnyugati lépcsőházat is kialakított. A lépcsőházak védelmi célból a sarkokon kaptak helyet, ahol a fajlagos fűtési energiaigény és a nyári túlmelegedés kritikus értékeket mutatnak. A teraszok fedett-nyitott közösségi térként, kijelölt dohányzóhelyként vagy rendezvénytérként is működhetnek.  

 

Energiadesign^© koncepció
„Létezik egy különösen fontos tényező, mely a Föld űrhajót érinti: Nem szállítottak hozzá használati utasítást. Nagyon felvilágosítónak tartom, hogy nincs használati leírás a hajónk helyes kezeléséhez. Ha elképzeljük milyen határtalan gondoskodással tárul elénk hajónk bármely más részlete, akkor nyilvánvalóvá válik, hogy előre eltervezve és szándékosan hiányzik a használati utasítás.“ /R. Buckminster Fuller/

Zónarendszer
Az új projekt funkcionális elrendezése, a belső terek szervezése a letisztult alaprajzi és metszeti elrendezésben, a konzekvensen végigvitt horizontális és vertikális zónás megoldásban tükröződik. A funkcionális-technológiai zónamátrix Energiadesign© perspektívából nézve energetikai zónarendszerré transzformálódik. A raktárzóna déli elhelyezése a természetes fénytechnika, az esetleges túlmelegedés és a kulcsfontosságú PV fotovoltaikus energiaellátása szempontjából is előnyös döntésnek bizonyult. Az épület, a háztól északra fekvő bekötőút és parkoló terepbe illesztése is lényegesen kevesebb földmunkával jár ebben az esetben. Az épületet a teherforgalom és a személygépjárművek a telket keletről érintő sikondai országútról, egy bekötőúton keresztül és egy parkolót érintve a kb. 120 m² -es keleti „szín" fedett-nyitott rakodóterén, ill. a lépcsőházakon keresztül tudja elérni. Az árufeltöltés illetve -csere után a targoncák a közel 45,00 m épülethosszúságú „üzemutca" közlekedőfolyosón keresztül látják el a termelőcsarnokot és a színeket áruval. Az üzemutca egy légteret alkot a raktárral, azonos belmagassággal. A transzlucens burokszerkezettel ellátott bütüfalak a sűrű ritmusú felülvilágító-sorral kialakított tetőszerkezettel együtt hangsúlyos cezúrát képeznek a raktártömeg és a főépület között. Az épület teljes hosszában végignyúló, űtetlen-hűtetlen raktárcsarnok effektív puffertérként védi a főépületet, a folyamatos tartózkodási és szaniter zónákat, ill. téli és nyári hőszigetelésként a főépület déli burokszerkezetét alkotja. A keleti rakodótér szín mellett az épület átellenes bütüoldalán is szükséges volt egy kb. 60,00 m² keleti szín létrehozása a nem kondicionált kisméretű lakatos-, darálóműhely, vegyi- és veszélyeshulladék raktárak és kompresszortér védelme végett. A színek tetőszerkezetei csapadék-, és napvédelmet, valamint fotovoltaikus szolárgenerátor burokfelületet biztosítanak. Az épületgépészeti tér a 2. emeleten a főépület belső, déli technikai sávjában található, stratégiailag a ház szimmetrikus középpontjában, kondicionálatlan kivitelben.

A targoncaközlekedés az üzemutcából, a gyalogos megközelítés az épületet északról határoló parkolóból, a délnyugati lépcsőházon keresztül biztosított, de a bejutás az északkeleti vertikális közlekedőből is lehetséges. A gyártásban dolgozó alkalmazottak a délnyugati lépcsőházat használják bejáratként. A termelőcsarnok tervezésénél alapkritérium volt a jövőbeli rugalmasság és az egy légtér flexibilitása a legkülönbözőbb gyártástechnológiákhoz alkalmazkodóan.  A termelőcsarnok pozíciója épületklíma-stratégiailag optimális: a jelenlegi termoformázó, CNC, „armster", „headster", „packster" gyártósorok és csomagolástechnika egy észak felől természetesen szellőztethető és megvilágítható, déli oldalról pedig a raktárcsarnok által pufferelt, védett és indirekt természetesen szellőztethető multifunkcionális csarnokban helyezkedik el. A közel 17,35 m mélységű nagyterem épületklimatikai főproblémáját a középső és déli oldalon lévő belső csarnokterületek jelentik, melyek alulvilágítottak és nehezen szellőztethetők természetes módon. Már kezdeti tervezési fázisban megfogalmazódott egy gravitációs szellőzést biztosító „Bad-gír" szellőzőtorony - közel keleti és észak-afrikai vernakuláris működési mintára -, mely nem csak forró nyári szezonban képes az említett problémát megoldani. Nem sokkal később (7. tervezési állomás – „többvariációs tervezés") a természetes megvilágítás is „helyet kapott" a sötét központi tengelysávban, felülvilágító formájában.

Az irodai alkalmazottak elsősorban az északkeleti lépcsőházból közelítik meg az irodákat, amelyek a technológiai csarnok fölött, az 1. és 2. emeleten, a főépület északi homlokzatához rendelve helyezkednek el. A hűtött-fűtött, mesterséges és természetes szellőzéssel ellátott EU Office standard színvonalú terekben a kilátás és a természetes megvilágítás mellett a kondicionálás a legfontosabb tényező. Ennek megfelelően klímastratégiailag is logikus a tereknek az egyetlen külső homlokzatburokra való szervezése. A termeléshez lehetőleg közel, az 1. emeleten a főépület déli, belső sávja komplett vizesblokként lesz kialakítva, amely a technikai-épületgépészeti sávot definiálja. A női és férfi öltözők, WC-kel, zuhanyzókkal kiegészítve, ill. a rekreáció terei az átriumból megközelíthetők. A welness-szauna pihenő-relaxációs sarokterméből a keleti tetőterasz közelíthető meg, hidegebb időszakban rövidebb, melegebb szezonban hosszasabb pihenő tartózkodás céljából. A rekreáció funkciót kiegészítő, 1. emeleti átrium közlekedőből nyíló multifunkcionális közösségi tér specialitása az átriummal való összekapcsolhatóság. Télen és a nagyon meleg nyári szezonban mesterséges szellőzés, továbbá fűtés-hűtés üzemel a zárt üveg-tolóajtók mögötti vendégek, látogatók fogadására is alkalmas „kávézóban", amely rendezvényeknek, oktatási programoknak, fogadásoknak is helyet adhat.

 

 

Az épület fő közlekedési és elosztóterének, a központi átriumnak a megközelíthetősége a nem kondicionált lépcsőházakon keresztül lehetséges. Az északkeleti lépcsőn keresztül az irodai és látogatói személyforgalom, a délnyugatin főként a termelési alkalmazottak forgalma bonyolódik le. Mindkét lépcsőház pufferzónaként védi a klímastratégiailag legkedvezőtlenebb pontokon, a külső épületsarkokon a belső tereket. A személyforgalmon kívül az átrium nem csak funkcionális terek összeköttetéseként működik, hanem természetes fényt, levegőt és hőenergiát is transzportál (télen télikert-napcsapda funkció) horizontális és vertikális irányban az egész épületen keresztül. Mindez központi fekvését sokszorosan indukálja. A közlekedőfolyosók és -hidak által közrefogott 2 átriumtér a központi hossztengely mentén a főépület leglényegesebb csarnokterének, a termelésnek szolgáltat természetes megvilágítást födémáttörés felülvilágítóként, amit három szellőző-világítótorony is segít.

Energiahatékony szerkezettervezés, anyaghasználat
„A kőkorszaki logika alapja: Minél vastagabbak és nehezebbek a falak, annál nagyobb a biztonsága a lakóknak. A 20. század fémötvözeteinek megjelenése a súlyosság előnyét a könnyűszerkezetek javára gyorsan eldöntötte. Ez az Ephemerizálás központi jelentéstartalma: a Dymaxion- elv, amely állítja, hogy minél kevesebb ráfordítással minél többet csináljunk; megoldásonként minél kevesebb súllyal, idővel és energiával érjünk el egy bizonyos nívót. Egy átlag 22 éves fém recycling időintervallum és a folyamatosan javuló súlyegységnyi relatív hatásfok javulás azt jelenti, hogy ugyanazokkal az öreg anyagokkal minél több ember egyre magasabb színvonalú ellátást tud kapni." /R. Buckminster Fuller/

 

 

A szerkezettervezés kiindulópontja az LCA (life cycle assessement), az épület és építőanyagai egész életciklusára vonatkozó anyag-, és energiaáramlatok vizsgálata, számszerűsítése volt. Az épület helységprogramjának függvényében a különböző helységeket, a funkciómátrix-zónarendszert egy 5,00 x 5,00 méteres méretű raszter-szisztémába lehetett a legegyszerűbben besorolni. A költségintenzív, nagyfesztávú tartószerkezetek elkerülése végett egy 5,00 x 5,00 m–es regeneratív ragasztott fa pillérvázat terveztünk. A faszerkezet alkalmazása javítja az egész élettartamra vonatkozó kumulált energiamérleget (LCA) és CO₂-t köt meg az előállítási, és építési energia drasztikus csökkentésével (fa melléktermékek regeneratív felhasználása), továbbá a bontási, ill. recycling munkálatok folyamán felszabaduló energianyereséggel.

 

 

A kitöltő falazatok is fa könnyűszerkezetből készültek volna eredetileg, ha az építőipari árrendszer és az ökológiai körforgási szisztéma egymással relációban lenne. Mivel a jelenlegi piacgazdaságra az ellenkező eset az érvényes, a leginkább költséghatékony konstrukcióra esett a választás: az előregyártott vasbeton pillérvázra. E választás hátránya a faszerkezettel szemben a kb. 30-as faktorral magasabb előállítási energiaigény és az ennek megfelelő beágyazott széndioxid-emisszió, előnye viszont a gazdaságosság és a szerkezet kb. kétszeres hőtároló képességének hasznosíthatósága a fával szemben - különösen nyáron. A kitöltő kerámia falazatok hasonló tendenciát mutatnak az eredeti elképzeléssel szemben. Az épület hosszirányában végigfutó, előregyártott vasbeton gerendákra - hasonlóan az első szerkezeti verzióhoz - előregyártott 6,00 cm vastag vasbeton kéreglapos födémszerkezet ül fel, felbetonnal ellátva és úsztatott esztrichhel lezárva. Mindezzel a vázszerkezetes épület hőkapacitását és hőtároló képességét nagymértékben lehetett növelni a hatékony üzemeltetés és főként a nyári, lényegesen magasabb épületklíma-komfort kielégítése céljából.  

 

 

A klímakoncepció passzív esszenciája

• Kompakt épülettömeg, alacsony A/V hányados – az épülettömeg és a téli transzmissziós hőveszteségek továbbá a nyári túlmelegedés minimalizálása.
• Kondicionált épületzónák „körbeburkolása" – a komplexum fűtött-hűtött-légtechnikával ellátott főépületét a raktár és üzemutca téli és nyári hőszigetelő pufferzónaként védi. A raktár transzlucens függőleges burokszekezete óriási télikertként, napcsapdaként működik télen.
• Energiaoptimalizált és költségminimalizált épületburok-szerkezet (U-érték, g-érték, τ-érték): az épületburok hőveszteségeinek és- nyereségeinek, valamint a fénynyereségeinek szabályzása.
• Pufferzóna és légcsatornaként működő multifunkcionális központi átrium – közlekedők, alárendelt terek légvezetőként, légcsatornaként való használata. Téli napcsapda légkollektor tér.
• Külső árnyékolószerkezet – az átrium vertikális lamellákon kívül a teraszok kinyúló tetőszerkezetei által van védve a déli direkt sugárzás elől. Télen a lapos beesési szögű direkt sugárzás behatol az átriumba passzív napenergia-használatot generálva (vernakuláris Megaron-princípium, illetve magyar déli tornácos parasztház).
• Belső árnyékolószerkezet: az É-i homlokzat fényreflexiós roló szerkezetei abszorpció és hőképződést minimáló fóliaszerkezetek. Az átrium lapostetője szerkezeti és gazdaságossági szempontból kizárólag belső árnyékolóval működtethető, fa-könnyűbeton termikusan aktivált hűtőhatású lamellastruktúrával.
• Az épület tájolása – a főépület funkciós zónái északra orientálódnak (kedvező diffúz sugárzási viszonyok), míg a raktár délre néz, szoláris áramtermelés a vertikális és horizontális (2. fejlesztési fázis) déli burokszerkezeten.
• Felülvilágítók – természetes megvilágítás a mélyebb, sötétebb alulvilágított épületzónákban, és az üzemutcában. Diffúz és direkt fényhasználat az átriumban.
• Hőtároló tömegek a szerkezetekben – termikus fáziseltolódás, hűtőhatás, fűtőhatás.
• Bionikai megközelítés: termeszhangyavár-szellőzés, Termikus gravitációs szellőzés kihasználása, továbbá passzív hőnyereség meleg légtömegek hidegebb helységzónákba való átcsoportosítása, átkeverése által (irodák és átrium használtlevegője a termelésbe leszívva, meleg használtlevegő-„légpárna" a raktárban).
• Természetes egyoldalú ablakszellőzés az irodákban.
• Az átrium természetes be-, és kiszellőzése gravitációs módon is történik.
• Éjszakai szellőzés – energiahatékony passzív épülethűtés, különös tekintettel a vasbeton hőtárolótömegek termikus fáziseltolására.
• Toronykürtő hatás – termikus felhajtóerő, kürtőhatás segítségével nagyméretű csarnokok kiszellőztetése.
• A gyártástechnológia hulladékhőjének újrahasznosítása télen.
• Venturi-effektus – a természetes kiszellőzés támogató erősítése határoló rétegáramlat gyorsítással, Bernoulli törvény.
• Fényvezetés a szolártonyokban – a fénytornyok felső részében elhelyezett fényreflexiós zsaluzia a téli direkt sugárzást az épület mélyébe vezeti indirekt módon.
• Passzív abszorbció a szolártornyokban – a fekete vagy szelektív bevonatú zsaluzia a fénytornyok felső részében a nyári direkt sugárzás által passzív toronyfűtést generál, a gravitációs felhajtóerőt ezzel erősítve.
• „Lightpipe" fénycsövek – zárt rendszerű fénycsatornák a termelési csarnok természetes fényhasználatának kiegészítő rásegítése végett a főépület déli sávjában.
• Innovatív, regeneratív hulladékanyagok újrahasznosítása: 10-15% fa-könnyűbeton belső pergolaszerkezet.

 

 

Energiaellátási koncepció
„A Föld űrhajó totális gazdagságába egy hatalmas biztonsági faktort terveztek be. Ezáltal az emberiségnek hosszú időn át nagyon sok tudatlanságot, nemtörődömséget engedélyeztek, mégpedig pontosan addig, amíg nem szerzett elegendő tapasztalatot, és nem fejlesztett ki általánosított alapelveket, melyek segítségével a környezet energiamenedzsmentjének folytonos növekedését uralni tudja. A betervezett használati utasítás hiánya a föld űrhajóval és az életet fenntartó, –ellátó rendszerekkel való bánásmódhoz, az embert arra kényszerítette, hogy visszatekintve felfedezze  azt ami idővel a legfontosabb előrelátó képessége lett. Az emberi intellektualitás saját magát kellett, hogy felfedezze." /R. Buckminster Fuller/

A definiált működési elv által redukált összenergia-mérleg üzemeltetési oldala a lokális környezeti adottságok kiaknázásával oldható meg. Megvizsgáltuk azokat a környezeti energiákat hasznosító rendszereket, amelyek a beépítési helyszín földrajzi helyzetéből, klimatikai paramétereiből kifolyólag, illetve a helyszíni talajviszonyok adottságai következtében lokálisan hozzáférhetőek.

• „Rehau" AWADUKT földregiszter-talajkollektor – A frisslevegő-beszívás előmelegítése, ill. előhűtése évszakok függvényében egy talaj-levegő hőcserélőben.
• Földszonda mező – A sikondai terület karakterisztikus adottságai közé tartozik a geotermikus energia. A beépítési telek területén az épületet északról határoló területen 25 db 100,00 m mélységű, 4 csöves talajszonda segítségével, 16,73ºC hőmérsékletű geoenergiával közvetlenül lehetséges az épülethűtés-temperálás, ill. a fűtés előmelegítés.
• Széltornyok - A helyi környezeti adottságok másik fő eleme a szélenergia, amely bármely irányból a toronyba integrált Venturi-szellőzőnyílásokon keresztül kiáramló használt levegőre szívóhatást gyakorol, ezáltal természetes „légelszívást" biztosítva.
• A lokális adottságok kiaknázásának záróakkordját a napenergia képezi. A fotovoltaikus szoláris elektromos áram termelés az 1. fejlesztési fázisban 60 db, a 2. periódusban további 360 db-os bővítéssel, a leghatékonyabb monokristályos szolármodulokkal, max. 14% hatásfokkal telepítendő. A 420 db tervezett modullal mintegy 88.160,55 kWh/a villamos energiatermelés érhető el.
• Szolártermika – szoláris hőenergiatermelés 5x2 db síkkollektorral a HMV-előállítás, a tusolók ellátása és fűtésrásegítés céljából.

 

Az Energiadesign^© épület teljesítményformája
A RATI pluszenergia üzem-, és irodaépület a tervezési projekt végére egy teljes szakmai metamorfózison ment keresztül. Az ötlet – számítás – bizonyítás útján - ahol a validációkat stacioner és dinamikus szimulációk hitelesítették -, a tervező folyamatosan rákényszerült arra, hogy a „sorok és számok között olvasson" és ezáltal az eredmények mögötti háttértartalmat, ok-okozati összefüggéseket megértse és megfelelően reagáljon.

A ház térszervezése, klimatikai-energetikai tervezési módszere által funkcionális, konstruktív és műszaki, technológiai szempontból belülről kifelé építkezik, amely szempontok paraméterei teljes mértékben determinálják az építészeti formát. A klímakoncepció passzív alkotóelemei nem csak az épület működését határozzák meg, hanem az elhelyezést, a tömegformát, az épületburkot, tehát a komplett külső megjelenést is. Ezenfelül a kidolgozott anyagokkal, szerkezetekkel, a külső és belső terek vízszintes és függőleges szervezésével, a passzív szellőzés téralkotásával a belsőépítészeti design is elkészül. Az épületgépészeti koncepció elsősorban az épületbelsőben a szükséges látszó gépészet formájában manifesztálódik. A tisztán, minőségi kivitelben szerelt installációk a gyárüzem ipari design-karakterét domborítják ki, mind a mellékhelységek, a technológiai terek, mind az iroda-, és reprezentatív zónákban. Utóbbi terekben az épülettechnika belsőépítészeti integrációja beépített bútorszerkezetekben és épített légcsatornás megoldásban is jelentkezik. Ha egy épület környezeti energiákat is használ – mindez szintén messzemenőleg meghatározza megjelenését. A szélenergia passzív hasznosítása a 15 méteres tornyok által domináns felső lezárással és markáns aerodinamikus lencseszerkezetekkel koronázza az egyébként egyszerű épülettömeget. A passzív-szolár napterek transzparens-transzlucens burokkonstrukciói, homlokzatai, a kiemelkedő átriumtető, továbbá egyéb fényáteresztő burokszerkezetek, a gyártócsarnok északi homlokzata, illetve a nyáron speciálisan kívülről árnyékolt bütüoldali tetőterasz bevágások a nagyméretű puritán téglatest tömegnek dinamikát kölcsönöznek, ezenkívül a belső funkciókat és klímazónákat egzakt módon kivetítik a külsőre. A délnek orientált raktárcsarnok tető-, és homlokzatfelületei egy összefüggő PV-generátorburokként termelik az épület pluszenergia-mérlegéhez nélkülözhetetlen zöld áramot. A déli homlokzat talajból való kiemelése nem csak egy költséges, akár 10,00 m magas támfal kiváltását, hanem a közel 430,00 m2–es homlokzat fotovoltaikus generátorként való alkalmazását is lehetővé tette. A déli burok középső napelem-sávja lesz 60 db modullal fog megépülni. A déli technikai-gépészeti főépület-sáv felső burokszerkezetén elhelyezett szolártermikus kollektorok  a déli tetőszerkezete a nap felé „felborzolják", a nagyméretű lapos tetőfelületet érdekesen ritmizálva.

A folyamatosan „vizsgáztatott" össz-, és részrendszerek legtisztább, legegyszerűbb funkcionális megoldásaikban bárminemű öncélúságtól mentesen pontosan azt tükrözik, amit az egyes komponensek és az összorganizmus legkülönbözőbb funkcióikban abszolválni képesek. A ház szerény, de elegáns esztétikumú megjelenése és teljesítményformája egy minimális építészeti és szerkezeti design mellett egy maximális energetikai design-t – vagyis pluszenergia-design-t nyújt a jövő fenntartható épített környezetének. FORM FOLLOWS ENERGY…

---

RATI Pluszenergiás ipari csarnok

vezető tervezők:

Prof. dr. Habil. Kistelegdi István DLA, okl. építészmérnök, okl. műemlékvédelmi szakmérnök, ifj. dr. habil Kistelegdi István DLA, okl. építészmérnök
építész munkatársak: Baranyai Bálint, Vörös Erika, Zsiga Zoltán, Pethes Tamás, Solymosi Péter
render: Mátételki Ákos
szakági tervezők:
statika: Erős Gábor
épületgépészet: Vígh Szabolcs
erősáram: ifj. Sas Gyula
generáltervező: Kistelegdi 2008 Kft.

tervezés éve: 2009
kivitelezés éve: 2011
bruttó szintterület: 1755 m2
bruttó beruházási költség: 550 millió HUF + ÁFA
megbízó: RATI Kft.
generálkivitelező: versenyeztetés alatt

 

A terv videó változata