Esővízzel a kánikula ellen

Egy új tetőhűtési technológia egyszerre tehermentesítheti a klímákat és az energiahálózatot

2026. augusztus 27. | VGF&HKL online |

A hőség és az aszály ma már nem két különálló nyári probléma. Ugyanaz a hőhullám egyszerre növeli meg az épületek hűtési igényét, terheli csúcsra a villamosenergia-rendszert, apasztja a vízkészleteket, és nehezíti az erőművek működését – láthattuk, hogy a leapadt Duna miatt csak egy hajszálnyira voltunk attól, hogy teljesen le kelljen állítani a Paksi Atomerőmű működtetését. Ebben a helyzetben különös figyelmet érdemel egy olyan megoldás, amely éppen azt a vizet használja fel hűtésre, amely egyébként a tetőről többnyire a csatornába távozna.

Egy, a Manchesteri Egyetem kutatásáról beszámoló Cooling Post-cikk szerint az automatizált, megfelelő időpontban végzett, korábban felfogott esővíz-permetezés 5,5–19,5 °C-kal csökkentheti a nagyvárosi épületek tetőfelületeinek hőmérsékletét. Ez pedig jelentősen mérsékli az adott épületek mesterséges hűtési igényét. Az elképzelés lényege tehát nem egy újabb, különleges hűtőgép megalkotása, hanem a csapadékvíz, a párologtatás és az intelligens vezérlés összekapcsolása.

agyarországról nézve a kérdés különösen aktuális. A kánikula idején a légkondicionálók tömeges használata látványosan megemeli a villamosenergia-igényt, miközben az alacsony vízállás az energiatermelés oldalán is korlátokat állít. A hűtési probléma tehát lassan túlnő az egyes épületeken: hálózati és vízgazdálkodási kérdéssé válik.

A hőhullám egyszerre fogyasztja a vizet és az áramot

A víz megtartása sokáig elsősorban mezőgazdasági és környezetvédelmi kérdésnek számított. Az egyre szélsőségesebb nyarak azonban közvetlenül érintik az épületgépészetet is. Amikor tartósan magas a külső hőmérséklet, az épületek hűtési igénye megugrik, ezzel együtt nő a villamos hálózat terhelése. Ugyanebben az időszakban a vízkészletek is apadnak, a felszíni vizek pedig felmelegszenek.

Magyarországon ennek a kettős szorításnak éppen most volt látványos példája. Miközben a leapadt Duna miatt a Paksi Atomerőmű alig termelt, a lakossági klímahasználat az egekbe szökött. Emiatt a kormányzat arra kényszerült, hogy a legkritikusabb esti csúcsidőszakban, 18:00 és 21:00 óra között a légkondicionáló berendezések használatának mellőzésére kérje a lakosságot. Egyértelmű tehát: a hűtés, a víz és az áramellátás egyetlen, sebezhető láncot alkot.

Az algoritmus tudja, mikor kell lépnie

A Cooling Post által ismertetett kutatás eredetileg az Earth’s Future folyóiratban jelent meg. A Manchesteri Egyetem kutatói Dr. Zhonghua Zheng vezetésével olyan hibrid rendszert vizsgáltak, amely a tetőről összegyűjtött esővizet párologtató hűtésre használja fel.

A rendszer működési elve egyszerű. A lehulló csapadékot a tetőhöz kapcsolódó tárolóban gyűjtik össze, majd a vizet szükség esetén visszapermetezik a tetőfelületre. A víz elpárolgásához hő szükséges, ezt pedig részben magától a felmelegedett tetőtől veszi el. Ahogy a felület lehűl, csökken az épület felé irányuló hőterhelés is.

A kutatást mesterséges intelligenciával támogatták. A Tokió adatai alapján készített szimulációban az algoritmus azt vizsgálta, mikor érdemes a rendelkezésre álló esővizet kijuttatni, hogy abból a lehető legnagyobb hűtési teljesítmény származzon.

Az eredmények szerint a megfelelően időzített permetezés 5,5–19,5 °C-kal csökkentheti a tetőfelületek hőmérsékletét. Ez már olyan különbség, amely az alatta lévő szerkezetek és helyiségek hőterhelésében is érzékelhető. A cél azonban nem a kompresszoros hűtés teljes kiváltása minden épületben, hanem annak mérséklése, hogy a legforróbb órákban mennyi hőt kell a gépi rendszernek eltávolítania.

Ennek városi léptékben is lehet jelentősége. Ha egy épület kevesebb mechanikus hűtést igényel, kevesebb villamos energiát fogyaszt. Emellett a légkondicionálók kültéri egységei is kevesebb hulladékhőt juttatnak vissza a már eleve túlmelegedett utcai környezetbe.

Nem a tartály mérete számít

A kutatás egyik fontos tanulsága, hogy a nagyobb víztartály önmagában nem tesz hatékonyabbá egy ilyen rendszert. A párologtatásnak megvan a maga optimális időablaka. Ha túl sok vizet juttatnak ki egyszerre, annak egy része nem párolog el azonnal, vagyis nem vesz részt hatékonyan a hőelvonásban.

A hűtési stratégia ezért legalább olyan fontos, mint maga a vízmennyiség. A rendszernek tudnia kell, mikor várható a legnagyobb felületi hőterhelés, mennyi víz áll rendelkezésre és milyen párolgási feltételek várhatók. Egy jól időzített, rövid permetezési ciklus többet érhet, mint a tető folyamatos áztatása.

Ez magyarországi körülmények között különösen érdekes szempont. Az esővíz ugyan ingyen érkezik, de egyre kevésbé kiszámítható módon. Hosszú csapadékmentes időszakokat követhetnek rövid, intenzív zivatarok. Nem az a feladat, hogy az ilyen csapadékból a lehető legtöbb vizet tároljuk bármi áron, hanem hogy a rendelkezésre álló készletet a leghatékonyabban használjuk fel.

Dr. Zhonghua Zheng a kutatás kapcsán úgy fogalmazott: „Kutatásunk rávilágít, hogy a tetőkön gyűjtött esővíz stratégiai, hűtési célú felhasználása praktikus megoldást kínál az energiaigény és a városi hőség egyidejű csökkentésére. Minél forróbb az év, annál nagyobb hasznot hoz a technológia.”

A világban már többféleképpen használják az esővizet hűtésre

A manchesteri kutatás nem teljesen előzmény nélküli. Kínában a Zaha Hadid Architects tervei alapján megvalósult, Guangzhou városában található Infinitus Plaza membrántetőjére automatikus esővíz-permetező rendszert telepítettek. A rendszer akkor lép működésbe, amikor a felület hőmérséklete eléri a 35 °C-ot. A 3–4 perces permetezés hatására a tetőfelület hőmérséklete akár 14 °C-kal, a belső terek hőmérséklete pedig körülbelül 5 °C-kal csökkenhet. Az összegyűjtött esővizet öntözési célra is használják.

Az Egyesült Államokban, Atlantában az AdvancED épületében más megközelítést alkalmaznak: az összegyűjtött esővizet a légkondicionáló berendezések kondenzátoraira permetezik. Ezzel csökkenthető a kondenzációs hőmérséklet és a kompresszor energiaigénye. A megadott adatok szerint a hatékonyságnövekedés 15 százalék körül alakulhat, egyes körülmények között ennél magasabb is lehet.

Dániában egy iskolai épület szellőzőrendszerébe integráltak esővízalapú evaporatív hűtést. Ez azért figyelemre méltó, mert a párologtatásos hűtést gyakran elsősorban száraz, forró éghajlathoz társítják. A tetőn gyűjtött víz azonban megfelelő rendszerintegrációval mérsékeltebb éghajlaton is szerepet kaphat.

A módszernek történelmi előzményei is vannak. A tetőtavak, vagyis a roof pond rendszerek évtizedek óta ismertek, különösen a szárazabb éghajlatú területeken. A mostani kutatások újdonsága inkább az automatizálásban és a rendelkezésre álló vízkészlet optimalizált felhasználásában van.

Az aktív vízpermetezés mellett természetesen más, nem gépészeti eszközök is segíthetnek a tetők túlmelegedésének mérséklésében. A University College London 2024-es vizsgálata szerint, ha a 2018-as hőhullám idején London valamennyi teteje nagy fényvisszaverő képességű, fehér színű lett volna, a város átlaghőmérséklete 0,8 °C-kal alacsonyabb lehetett volna. A hűtési problémára tehát többféle válasz adható, és ezek akár egymással kombinálva is működhetnek.

Magyar tetőkön is lenne hely

A hazai épületállományban sok a sík vagy kis hajlásszögű tető, különösen az ipari, kereskedelmi és intézményi épületeken, de gondolhatunk a hatalmas panelházakra is. Ezek műszakilag alkalmas kiindulópontot jelenthetnek a csapadékvíz helyben történő gyűjtésére és szabályozott felhasználására. Egy nagy alapterületű áruház, raktár vagy irodaház tetején ráadásul a napsugárzásból származó hőterhelés is jelentős.

A rendszer azonban nem szerelhető fel gondolkodás nélkül minden tetőre. Vizsgálni kell a tető vízszigetelését, a szerkezet kialakítását, a vízelvezetést, a permetezés egyenletességét, valamint azt is, hogyan kerülhető el a pangó víz vagy a szerkezetek tartós nedvesítése. A tároló mérete, a szivattyúk energiaigénye és a vezérlés szintén részei az egész rendszer mérlegének.

A legnagyobb kérdés mégis a csapadék. A technológia akkor tud működni, ha van mit visszajuttatni a tetőre. A hosszú magyarországi aszályos időszakokban éppen akkor fogyhat el a tárolt víz, amikor a hűtésre a legnagyobb szükség lenne. Ez a módszer egyik valós korlátja, amelyet nem lehet algoritmussal kiküszöbölni. Ugyanakkor, ha a tetőkről összegyűjtött víz egy része a legkritikusabb órákban visszafordítható a tető hűtésére, az egyszerre kedvezően érintheti az épület energiaigényét és a városi mikroklímát.

energiahatékonyságenergiamegtakarítás

Kapcsolódó

---