• hőszigetelés
• panelház

A hőszigetelésnél használt fontosabb fogalmak, mennyiségek

Az épületek belső tereinek hő védelme, hőszigetelése szempontjából a következő mennyiségek játszanak fontos szerepet.

Hővezetési tényező

A „hővezetés” az építőanyagokban valójában három hőközlési forma (hővezetés, hőáramlás, hősugárzás) együttes hatását jelenti. A hőve­zetési tényező anyagjellemző, amely megmutatja, hogy mekkora az egységnyi vastagságú anyag egységnyi felületén időegység alatt át­áramló (átvezetett) hőmennyiség, ha a külső és belső felületek hő­mérséklet-különbsége is egységnyi: λ W/(mK).

A hővezetési tényező értéke több jellemzőtől függ:

• testsűrűség,
• pórusméret, póruselrendezés,
• nedvességtartalom,
• hőmérséklet.

A hővezetési tényezőt az anyag bizonyos beépítési feltételei mel­lett módosítani kell, az alábbiak miatt:

• gyártási nedvesség,
• beépítési nedvesség,
• ülepedés, roskadás,
• használati nedvesség,
• illesztés,
• légáteresztés.

A deklarált hővezetési tényező az építési anyag vagy termék hőtechnikai tulajdonságának várható értéke:

• a hőmérséklet és a nedvesség egy referenciafeltétel-együttese mellett mért adataiból lett megállapítva;
• egy meghatározott hányadrész és megbízhatósági szint formájá­ban adott;
• összhangban van egy normál körülmények közt elvárható, ésszerű üzemi élettartammal.

A tervezési hővezetési tényező ettől különböző lehet:

• anyag vagy termék azon tulajdonsága, amely speciális külső és belső feltételek mellett figyelhető meg mint az anyag vagy ter­mék tipikus teljesítményjellemzője, amikor az egy épületelem­ként van felhasználva.

Hővezetési ellenállás

Ez a jellemző már nem anyagjellemző, hanem a különböző anyagok­ból készült szerkezetekre vagy szerkezeti rétegekre vonatkozik, és adott vastagságú réteg hőszigetelő képességére utal: R=d/λ    m²K/W.

Hőátadási tényező

A nyugalomban lévő levegőnek nincs hőátadó képessége. A külső térelhatároló szerkezetek felületei mentén azonban a gravitáció és a szélhatások révén a levegő mozog, és kialakul a hőátadás. Minél na­gyobb a légmozgás, annál nagyobb az átadott hőmennyiség.

A hőátadási tényező azt mutatja, hogy a levegő és a szerkezet egy­ségnyi hőmérséklet-különbségének hatására egységnyi idő alatt, a szerkezet egységnyi felületére vonatkoztatva mennyi hő adódik át a szerkezet és a levegő között: h_e,i W/(m²K).

Hőátadási ellenállás

A hőtechnikai számításoknál általában a hőátadási ellenállás értékei­vel számolunk, amelyek a hőátadási tényezők reciprok értékei:

• külső oldalon: R_e=1/h_e  m²K/W,

• belső oldalon: R_i=1/h_i   m²K/W.

Hőátbocsátási tényező

Ha a szerkezet többrétegű, akkor az egyes rétegek hővezetési ellen­állását összeadva kapjuk a teljes szerkezet hővezetési ellenállását:

ΣR= Σ (d/λ)= d₁/λ₁+d₂/λ₂+…+d_n/λ_n     m²K/W.

A szerkezet eredő hőátbocsátási ellenállása a hőátadási ellenállás­ok és a hővezetési ellenállások összege:

ΣR=R_e+ ΣR+R_i     m²K/W.

A szerkezet hőátbocsátási tényezője a hőátbocsátási ellenállás reciproka. Azt fejezi ki, hogy mekkora egy adott épülethatároló szerke­zet egységnyi felületén időegység alatt átáramló hőmennyiség, ha a külső és belső felületek hőmérséklet-különbsége is egységnyi:

U= 1/(1 /h_e+ Σd/λ+ 1/h_i)    W/(m²K).

Hőáramsűrűség

A hőáramsűrűség abban különbözik a hőátbocsátási tényezőtől, hogy ez esetben a hőmérséklet-különbség nem egységnyi. Ennek megfele­lően azt mutatja, hogy egy adott épülethatároló szerkezet egységnyi felületén időegység alatt mekkora hőmennyiség áramlik át: q=UΔΘ   W/m².

Hőtárolás

Az épülethatároló szerkezetek fontos jellemzője a hőtárolás, a nyári és téli hő védelem szempontjából. A hőtárolási szám az anyag fajhőjének és testsűrűségének szorzata:
s= cρ  kJ/(m³K).

Hőhidak

Az épülethatároló szerkezeteknek mindig vannak olyan részei, ame­lyeket nem jellemeznek a fenti, hőátbocsátásra vonatkozó jellemzők, mert a hőáramlás nem egy dimenzióban történik.

A többdimenziós hőáramlás kialakulásának az alábbi okai lehetnek:

• geometriai forma változása,
• különböző hővezetésű anyagok együttes alkalmazása,
• épületszerkezetek csatlakozásai,
• homlokzati síkból kinyúló szerkezetek,
• a felületi hőmérséklet egyenetlen eloszlása,
• az okok és hatások kombinációi.

Leszögezhető, hogy hőhídmentes szerkezet nincs, mert minden olyan hely, ahol nem egy- (homogén felület), hanem két- (pl. falsa­rok) vagy háromdimenziós (pl. falsarok-födém) hőáramlás alakul ki, hőhídnak tekinthető. Ezeken a helyeken az azonos hőmérsékletű fe­lületek nem párhuzamosak egymással.

A hőhidak hatása kettős. Egy­részt itt a belső felületi hőmérsékletek alacsonyabbak, így befolyá­solják a kialakuló legkedvezőtlenebb belső felületi hőmérsékletet(állagvédelem), és az átlagos belső felületi hőmérsékletet (hőérzet). Másrészt a hőhídakon áthaladó hőáramok általában nagyobbak, mint a határolószerkezet azonos felületű főmezőjében kialakuló hőáramok, így hatással vannak az épület hővédelmi teljesítményére (energetika).

Fontos, hogy vonal menti hőátbocsátási tényező meghatározásá­hoz választott számítási módszer pontossága feleljen meg a vonal menti hőhidak hosszát is figyelembe vevő teljes hő veszteség számításához megkívánt pontosságnak. Az 1. táblázat a ψ meghatározásá­ra rendelkezésre álló módszereket tartalmazza azok várható relatív hibáival.

1. táblázat: Számítási módszerek hibái

Ha a csomópontok részletei még nem ismertek, de az épület mére­te és formájának lényeges elemei – például a határolószerkezetek kü­lönböző elemeinek (tető, falak, zárófödémek) területe – ismertek, csak közelítőleg becsülhető, hogy a hőhídveszteségek a teljes hőveszteség mekkora részét teszik ki.

Amikor egy későbbi állapotban átfogó részletek állnak rendelke­zésre, pontosabb ᴓ értékek határozhatók meg minden egyes vonal menti hőhídra oly módon, hogy az adott csomópontra egy hőhídkatalógusban szereplő, legjobban hasonlító csomópont ψ értékét használják. Kézi számítási módszerek is alkalmazhatók ebben a sza­kaszban. Teljes részletek ismeretében minden, a ψ érték meghatározására szolgáló módszer alkalmazható, beleértve a numerikus számításokat, amelyekkel a legpontosabb ψ érték adódik eredményként.

Hőhídkatalógusok

A hőhídkatalógusokban található épületszerkezeti csomópontok pa­raméterei alapvetően rögzítettek (pl. rögzített méretek és anyagok), ezért a számításokhoz képest kevésbé flexibilisek. Általában a hőhíd­katalógusokban szereplő példák nem teljesen azonosak az adott épü­letszerkezeti csomóponttal, így az adott csomópontra használva a ka­talógus ψ értékei pontatlanságot visznek a számításokba. Mégis használhatók ezek az értékek, ha a katalógus példájában adott mére­tek és hőtechnikai tulajdonságok hasonlók az adott csomópontban szereplő méretekhez és hőtechnikai tulajdonságokhoz, vagy azoknál kedvezőtlenebbek.

Kézi számítások

Sokféle kézi-számológéppel vagy egyszerű szoftverrel végezhető számítási módszer létezik. Nem létezik általános meghatározás/leírás e módszerek pontosságát illetően, mert a legtöbb kézi számítási mód­szer kizárólag egy adott hőhídtípusra (pl. fémlemezzel burkolt szer­kezetre) vonatkozik. Tehát egy adott alkalmazási területen belül egy adott kézi számítási módszer nagyon pontos lehet, viszont nagy pon­tatlanságokat is eredményezhet.

A homlokzati panelok hőhídas kialakítása¹ számos panasz forrása lett. A hőszigetelés jellemzően polisztirolhab tábla, amely néha már a falpanel hőérlelésénél is károsodott, számos esetben a cementlé a táblák közé befolyva vonalszerű, egyenes hőhídat hozott létre. A 2. ábrán Y2-vel jelölt helyszínen beépítendő hőszigetelés hiánya alap­vetően befolyásolja egy ilyen csomópont teljesítményét. A polisztirol hőszigetelést acélbetétek szúrják keresztül. (1. a 3., 4. ábrát is)

2. ábra: Házgyári épület tipikus sarokcsomópontja.
Jól látszik, hogy a falpa­nel szélén a hőszigetelés vastagsága jelentősen lecsökken

3. ábra: Házgyári épület sarokcsomópontjának egyszerűsített végeselemes modellje

hő

4. ábra: Házgyári épület sarokcsomópontjának hőmérséklet- eloszlása.