Építkezés

Fényáteresztő hőszigetelés

A fényáteresztő hőszigetelés (FHSZ) a napenergia passzív kihasználásának köszönhetően a fűtési időszakban a hagyományos opak kül- beltéri hőszigetelésekkel szemben mind régi, mind újépítésű házakban tovább képes csökkenteni az energiafelhasználást.

Olyan erősen fényáteresztő (de nem átlátszó) külső szigetelésről van szó, amely a többi szigetelőanyaghoz hasonlóan a belülről kifelé irányuló hőátadásból eredő energiaveszteségeket csökkenti – egyidejűleg azonban áttetszősége folytán kívülről befelé is hőátadást tesz lehetővé.

Jó tudni! A nyolcvanas évek elejétől több mint 100 FHSZ-szel ellátott épületet vizsgáltak ezen a területen. Az eredmény: a módszer bevált, és leginkább homlokzati szigetelések céljára ajánlatos.

Működési elv

A fűtési időszakban az épület belsejében és a külső levegőben uralkodó hőmérséklet különbség miatt a hő bentről kifelé történő áramlása figyelhető meg, azaz a fűtőberendezések által a helyiségekbe juttatott hő egy része többek között a külső falakon keresztül veszendőbe megy Egy jó (opak = nem fényáteresztő) szigetelés az ilyesfajta hőveszteségeket jelentősen korlátozza. Ugyanakkor a fellépő napsugárzás messzemenően kihasználatlan marad, mivel a fal a naptól nyert energiát csaknem teljes egészében kifelé adja le, illetve visszaveri.

Előny: jó nyári meleggel szembeni védelem, amely a ház helyiségeit hűvösen tartja.

A fényáteresztő hőszigetelés a napsugárzás jelentős részét átengedi a szigetelőrétegen. A (sötétre színezett) falfelület, amely mintegy energiacsapdaként hat, a napsugárzás energiáját hővé változtatja, és tovább vezeti a falazatba. A fal ekkor termikus tárolóként működik, és a felvett hőt megfelelő késedelemmel a belső helyiségnek adja át. Előny: passzív napenergia-nyereség.

Amint a fal belső felületének hőmérséklete meghaladja a belső levegő hőmérsékletét, a hő, a fal felől a helyiség belseje felé áramlik. Amennyiben a helyiség falainak hőmérséklete 20-ról 35 °C-ra emelkedik, gyakorlatilag egy nagyfelületű falfűtéshez hasonló hatást ér el, így a belső levegő hőmérsékletét nyugodtan lejjebb engedhetjük, míg az általunk érzékelt hőmérséklet ugyanolyan lesz, így takaríthatunk meg ezzel a módszerrel energiát.

Az átlagos energianyereség egy déli homlokzat tekintetében egy fűtési időszak alatt mintegy 50-150 kWh-t tesz ki: az energiamegtakarítás tehát nem éri el a 10 €/(m2 2a)-t.

Anyagok

Az FHSZ anyagának egyidejűleg kell jó hőszigetelő képességgel, azaz csekély hővezető képességgel rendelkeznie, és megfelelő mértékben áteresztenie a fényt és a napsugárzást. A műanyagból vagy üvegből készült likacsos szerkezetű (hajszálcsöves vagy sejtes szerkezetű) anyagok nyújtják a hőszigetelés és az áttetszőség legjobb kombinációját.

FHSZ műanyagból

A plexiüvegként ismert polimetilakrilát (PMMA), valamint a polikarbonát (PC, Macrolon) műanyagok a fényáteresztő hőszigetelő anyagok bevált kiinduló anyagait képezik, amelynek legfontosabb kritériumai a hő- és UV-állóság. így a PMMA 90 °C-ig, a PC 140 °C-ig használható, valamint mechanikai stabilitása is nagyobb.

A gyártással többek között a Caparol, Makroform, Okalux, Sto és a Wacotech foglalkoznak.

A kínálatból:

  • S = 105 mm, λ = 0,12 W/(mK), 5 kg/m2
  • S = 100 mm, λ = 0,10 W/(mK), 10 kg/m2

FHSZ üvegből

Az üveg rendkívül magas hő- és UV-állóságot nyújt, a műanyagokkal szemben azonban nagyobb a sűrűsége, és ennek köszönhetően sokkal nagyobb a tömege is.

Gyártók: többek között Glaswerke Arnold, Thermolux.

A kínálatból:

  • S = 98 mm, λ – 0,15 W/(mK), 35 kg/m2
  • S = 110 mm, λ = 0,09 W/(mK), 30 kg/m2

Homlokzati rendszerek

A FHSZ alkalmazásához homlokzati rendszer szükséges, amelybe a választott szigetelőanyagot beilleszthetjük, és a technikai követelményeknek való megfelelés mellett építészeti szempontból is megfelelő megoldást kínál. Valamennyi homlokzati rendszerben közös, hogy kívülre, a fényelnyelés fokozása céljából feketére színezett masszív falazatra (melynek sűrűsége minimum 1.200 kg/m2) erősítik őket.

A homlokzati rendszer kiválasztása különböző tényezők figyelembevétele alapján történik:

  • az FHSZ-homlokzat funkciója
  • az FHSZ elemeinek anyaga és súlya
  • az elérni kívánt hatásfok
  • a beruházásra fordítható költségek
Az FHSZ elemeinek mechanikai behatásokkal, UV-sugárzással, esővízzel és egyéb szennyeződésekkel szembeni védelmének céljából az elemeket kívülről (és részben belülről) – táblákban vagy vakolatszerűen felvitt – üvegbevonattal látják el.

Keret-rendszer

Az FHSZ-elemeket vízszintes és függőleges alumínium, vagy fa-alumínium keretek közé rögzítik be. Maguk az elemek kívülről és belülről is üveglemezekkel vannak felszerelve, az élek illesztésére egy termikusan elválasztott alumíniumprofilt illesztenek be. A beruházás költségei a felszerelést is beleértve 450-750 euróra tehető /m2.

Függesztett szerkezetű homlokzat

Az előgyártott FHSZ-elemeket egyenként és közvetlenül a falra erősítik. A homlokzatkeret általában fából készül, amelyet az időjárási viszontagságoktól az alumíniumprofilokba illesztett üvegezés véd. Ennek költségei mintegy 400-600 €/m2 körül alakulnak.

Fényáteresztő hőszigetelő rendszer (FHSZR) Az FHSZ-elemeket a klasszikus hőszigetelő rendszereknél tapasztaltak szerint fekete ragasztóanyaggal (abszorberrel) közvetlenül a falra montírozzák. Az elemek már gyárilag egy gyapjú- és egy üvegréteggel vannak ellátva, így ezeket közvetlenül be lehet ragasztani az opak szigetelés üresen hagyott mezőibe. A beépítést is magába foglaló beruházási költség mintegy 200-300 euróra tehető / m2, így ez tekinthető a legköltségtakarékosabb rendszernek. Az FHSZR energiaátbocsátása azonban szintén hozzávetőleg 10-20%-kal az üvegezett rendszereké alatt marad.

Nyári hővédelem

Az FHSZ-homlokzattal rendelkező épületeknek nyáron védelemre van szükségük a túlmelegedéssel szemben. Rolók és zsaluk segítségével, amelyeket kiviteltől függően az FHSZ-elemek elé vagy azokon belül építenek be, a g-érték csukott állapotban 90%-kal csökkenthető, de magas fényvisszaverő képességű fehér rolók esetében akár 100%-kal is. Az egyszerű, szezonális, kézzel készített és működtetett árnyékolók legfeljebb saját használatú családi házak igényeit elégíthetik ki. A többlakásos házakat és irodaépületeket mindenképpen automatikus rendszerekkel tanácsos ellátni.

Az új épületek esetében javasolt kiegészítő szerkezeti árnyékolási lehetőségeket is betervezni, pl. erkélyeket megfelelő szélességű ereszeket stb. A korábban említett magas beruházási költségek egy részét épp ezek a napfénnyel szembeni intézkedések teszik ki, amelyekről nem ajánlatos megfeledkezni.

Az FHSZR esetében egyébként az árnyékolás nem szükségszerű, mivel a FHSZ-burkolatnak a teljes homlokzat felületén történő megfelelő méretezésével a belső helyiségek nyári túlhevülése elkerülhető, továbbá, mivel amikor magasan áll a nap, az üvegvakolat jobban hátráltatja az energiaátvitelt, mint az üvegtáblák.

Összefoglalás

Az FHSZ-rendszerek a technika mai állásának megfelelő szigetelések, amelyek beváltak a gyakorlati alkalmazásban is. Az FHSZ alkalmazása azonban sem az új épületeknél, sem a felújítások körében nem terjedt el széles körben a nem túl, kedvező ár-érték arány miatt. Mivel a szükséges árnyékolási rendszerek a költségek jelentős részét teszik ki, erre a célra pl. thermotrop anyagokból készülő önszabályozó rendszereket fejlesztenek ki, amelyek az éppen uralkodó hőmérséklet függvényében úgy változtatják meg a fény szóródását, hogy ezzel elkerüljék a túlhevülést.

 Az FHSZ mindenekelőtt a következő esetekben alkalmas szigetelési módszer:

amikor rendelkezésre áll, vagy terveinkben szerepel egy masszív, nehéz külső fal, az épület déli oldalán, amelyet télen nem árnyékolnak be sem fák, sem szomszédos épületek, régi épületek felújításakor, hideg vagy napos régiókban.

Az FHSZ az energiamegtakarítás mellett nagyobb fokú kényelmet is biztosít a belső hőmérsékletet meghaladó falhőmérséklet miatt; az ez idő szerint mintegy 6 €/(m2év) költségmegtakarítás mellett, azonban ezt a módszert inkább csak luxusberuházásnak tekinthetjük – ajánlani az opak hőszigetelést tudjuk.