Magasépítészet - 16. oldal

A magasépítéstan tárgyköre. A magasépítéstan felöleli mindazon, különböző anyagú és rendel­tetésű épületszerkezeteket, amelyeknek összességéből egy lakó- vagy középület, valamint egy átlagos ipari vagy mezőgazdasági épület meg­valósítható. Nem foglalkozik az ipari és egyéb különleges rendeltetésű épületek sajátos szerke­zeteivel. Nem tárgyalja azonkívül az épület­gépészeti szerkezeteket sem, amelyek már huza­mosabb idő óta az épületgépészeti szaktudomány körébe tartoznak.

Napról napra jelennek meg újabb és újabb tudományos és szakközlemények, szabványok, hatósági rendeletek stb., amelyek a korábbi állapothoz és felfogáshoz viszonyítva változást jelentenek, az oktatót az állásfoglalás tekintetében gyakran dilemma elé állítják. A fejlődés nemcsak hazáinkban, hanem világszerte is nagy tempójú, sőt bizonyos területeken, így pl. a „könnyű”, azonkívül az „előre­gyártott” szerkezetek, valamint a „nagy áthidalások” vonalán — szakmai vonatkozásban — korszakalkotónak lehet mondani.

Az épületszerkezetek felosztása

Az épület­szerkezeteket teherhordó és felszerelő szerkeze­tekre osztjuk fel.

A teherhordó szerkezetek sorába tartoznak:

• Alapozási szerkezetek.
• Falszerkezetek (beleértve az oszlop- és kiváltó gerendaszerkezeteket is).
• Födémszerkezetek.
• Födélszerkezetek.
• Lépcsőszerkezetek.

A felszerelő szerkezetek sorába tartoznak:

• Fedélhéjazati és a velük kapcsolatos különböző bádoganyagú szerkezetek.
• Különböző rendeltetésű szigetelő szer­kezetek.
• Nyílászáró és elsötétítő szerkezetek.
• Padló- és falburkoló szerkezetek.

Az elsorolt szerkezeteket az 1. jelű sematikus ábra (lent) szemlélteti, ahol egy épület metszetében, a szerkezetek szétszedett állapotban vannak fel­tüntetve.

Az 1. és 2. pontban foglalt szerkezetek ún. járulékos, valamint segédszerkezetekkel is kapcso­latosak. Ezeket itt nem soroljuk fel.

A magasépítéstan tárgykörébe tartoznak az előbbieken kívül még bizonyos munkálatok is, amelyek tulajdonképpen nem nevezhetők szer­kezeteknek, mert ezeknél a szerkezeti vonatkozá­sokhoz viszonyítva a technológiai¹ elem túlsúlyban van. Ezekre inkább a munkálatok elnevezés illik.

Ilyenek: a) mázoló munkák, b) festési munkák, c) falkárpitozó munkák, d) redőnyös munkák, e) kályhás és tűzhely munkák, f) üve­gező munkák stb.

¹ Technológia görög szó (techné = mesterség, logos = tan), az anyagok feldolgozási módozatairól és eszközei­ről szóló ismeretek összessége.

1. ábra. Épület metszetében megmutatkozó szerkezetek: a) alap-, b) fal-, c) födém-, d) födél-, e) lépcső-, f) fedélhéjazati, g) nyílás­záró, h) padlóburkolat-szerkezetek

Az épületszerkezetekkel szemben támasztott követelmények

A jó szerkezettől megkívánjuk, hogy

1. a rendeltetésének és a megkívánt fizikai, vala­mint kémiai tulajdonságoknak hiánytalanul megfeleljen; bár a következő, 2-5. pontban foglalt tulajdonságok is idetartoznak, mégis külön kell hangsúlyozni, hogy a szerkezet
2. alakját ne változtassa,
3. szilárd,
4. időálló,
5. könnyű,
6. esztétikus megjelenésű,
7. gyorsan megépíthető, illetőleg felszerelhető és
8. gazdaságos legyen. Utóbbi szempontból ne legyen súlyos, ne okozzon túlzott szállítási költ­ségeket.

Az egyes épületszerkezetek osztályozásának és értékelésének szempontjai. Amidőn azonos rendeltetésű szerkezeteket osztályozunk, értékelünk, vagy azokról logikus sorrendben beszélünk, akkor az osztályozás, az értékelés vagy az ésszerű sorrend szempontjai a következők lehetnek:

1. A szerkezei történelmi fejlődése.
2. A szerkezet helyzete (pl. az épületen kívül vagy belül, azzal kapcsolatban vagy attól függetlenül stb. helyezkedik el).
3. Az elrendezés sajátosságai (pl. az alaprajzi vagy a felépítésbeli jellegzetesség),
4. A rendeltetés (pl. dísz-, fő- és melléklépcső stb.)
5. A szerkezeti sajátosság.
6. A szerkezet anyaga.
7. A sztatikái, szilárdsági szempontok.
8. A tűzhatásokkal szembeni viselkedés.
9. A gazdaságosság.
10. Az élettartam.

Az azonos rendeltetésű szerkezetek összehason­lításának szempontjai a következők; a) előny, b) hátrány, c) gazdaságosság, d) tartósság, és e) esztétika.

A lábazat hőszigetelése

A lábazati fal többnyire beton vagy vasbeton anyagú ezért szinte mindig szükséges kiegészítő hőszigetelés el­helyezése. Hőszigetelés nélkül a padló és a felmenő fala­zat találkozásánál megnő a hőáramlás, ami jelentős fűtési költségnövekedést eredményez (mivel az épület teljes külső kontúrját érinti), illetve növeli a penészesedés kialakulásá­nak valószínűségét is. A hőszigetelő anyag kiválasztásánál figyelembe kell, hogy a lábazat különösen igénybevett ré­sze az épületnek.

Szükséges tehát, hogy a hőszigetelés víz-, fagy- és erős mechanikai hatásoknak, valamint az élővilág­nak (rovaroknak, rágcsálóknak, növényzetnek) ellenálló le­gyen. A lábazati hőszigeteléssel kapcsolatban nincsenek előírva kötelezően betartandó hőátbocsátási határérté­kek, viszont mint vonalmenti hőveszteség az összenergia mérlegben szerepel. A kiegészítő hőszigetelő anyagot el lehet helyezni a lábazat külső- és belső felületére, valamint be lehet építeni a szerkezetbe (13.11. ábra). Az elhelyezésnél arra kell ügyelni, hogy a jó és közepes hőszigetelő anyagok összefüggő zárt határát képezzék a fűtött térnek.

13.11. ábra. Lábazat hőszigetelése
a) nincs szigetelés;  b) külső oldali szigetelés; c) szerkezeten belüli szigetelés;  d) belső oldali szigetelés

Talajon fekvő padlók hőszigetelése

Talajon fekvő padló esetében a többi szerkezettől eltérően a fűtött térrel ellentétes oldalon végtelenhez közelítő kiterje­désű, nagy hőtároló képességű közeg van (ezért a padló alat­ti talajban néhány méteres mélységben a hőmérséklet egész évben állandó). A talajon fekvő padlón átáramló hőmennyi­ség csak az épület kontúrjának 1,5-2 m-es sávjában jelen­tős. Rendelet írja elő, hogy a fűtött tér falkontúrja men­tén szükséges a padló hőszigetelése vagy vízszintesen a padlószerkezetben, vagy a csatlakozó falszerkezetek, alapozások függőleges felületén (13.12. ábra).

13.12. ábra. Talajon fekvő padló hőszigetelése
a) nincs szigetelés;    b) szerkezet alatti szigetelés; c) függőlegesen kialakított szigetelés; d) szerkezeten belüli szigetelés

Nagyobb alapterületű épületnél elégséges csak ebben a tartományban hőszigetelni, kisebb alapterület esetében viszont az egész felületet érdemes. A belső mezőben a helyiség felfűtésekor (vagy hűtésekor) a padlón keresztül a talaj felé jelentős a hő­áramlás, azonban a talaj felmelegedése (vagy lehűlése) után ez a hőáramlás a kezdeti mértékének néhány százalékára csökken.

Az állandósult hőmérsékletű talaj nagy hőtároló képessége kedvezően hat a belső tér periodikusan változó hőingadozására. A belső mező padlószerkezetében elhe­lyezett hőszigetelő réteg nem befolyásolja a talajon át­áramló hőmennyiséget, viszont kedvezően hat a szigete­lés feletti rétegek felmelegedési idejére.

Az épületfizikái számításban a talajon fekvő padló vo­nalmenti hőveszteségként szerepel. Értéke függ a kerület/ terület arányától és a padló kontúr melletti hővezetési el­lenállásától. A szerkezet összetettsége miatt a számításokat különböző közelítő képletek és táblázatok segítik.

Homlokzati hőszigetelés

Az épületek fűtött részét határoló szerkezetek kiegészítő hőszigetelő anyagokkal jó hővezetési ellenállásúvá tehetők. Különösen igaz ez a vékony és tömör szerkezetekre. Az egy­re szigorodó épületfizikai szabályozásoknak köszönhetően csak néhány olyan építőelem van forgalomban, amelyből a készített szerkezet önmagában megfelel a különböző elő­írások határértékeinek. Szükséges tehát a kiegészítő hőszi­getelő réteg. A határértékek teljesítését igazoló épületfizikai számítás (általános esetben az engedélyezési tervdokumen­táció része) alapján egyre több épület készül valamilyen szin­tű kiegészítő homlokzati szigeteléssel.

A meglévő épületállomány nagy része olyan külső hatá­roló falszerkezettel készült, amelyek meg sem közelítik az előírt értékeket. A költségtakarékos épületüzemeltetés miatt egyre többen választják valamelyik homlokzati hőszigetelő rendszer utólagos alkalmazását. (Önmagában nem elég csak egy szerkezet hőszigetelő képességének javítása, hiszen egy U=0,2 W/m²K értékű falszerkezethez tartozó rossz minősé­gű, U=3-5 W/m²K nyílászárók nem adnak megfelelő ered­ményt.)

A szigetelőanyagot el lehet helyezni a többrétegű szer­kezet külső és belső felületén, valamint a közbenső részén. A hőszigetelés elhelyezésénél a hő- és páraáramlás irányá­val megegyezően először mindig a gyengébb hőszigetelő képességű, de jó páradiffúziós ellenállású anyagokat építik be, majd később következnek a jó hőszigetelő képességű, de gyenge páradiffúziós ellenállású anyagok. Az utóbbi meg­oldás a szerkezetek hőtágulását is kedvezően befolyásolja.

A fűtött teret határoló falszerkezetek általában nagy fe­lületűek. Ezt törik meg a különböző minőségű nyílászárók, általában rossz hőszigetelő képességű áthidalások, koszo­rúk, pillérek stb. Az így kialakult összetett szerkezet eltérő hővezető tulajdonságú elemekből áll (13.13. ábra).

13.13. ábra. Összetett falszerkezet szigetelése
a) szigeteletlen; b) szigetelés az eltérő keresztmetszet szélességében; c) szigetelés az eltérő keresztmetszet szélességén túl

A fal- és az egyéb szerkezeteknél alkalmazott különböző vastagsá­gú hőszigetelés azonos hővezetési ellenállású rétegrendeket eredményezhet. Mivel a falszerkezetekre és a nyílászárókra vonatkozó kötelezően előírt hőátbocsátási határértékek kö­zött többszörös különbség van, a nagy felületű falszerkezet általában hőtechnikai szempontból nem folytonos.

Egy kis hővezetési ellenállású falrész (pl. erősítő vas­beton pillér a kerámia falazatban) túlzott hőszigetelésével a keresztmetszetek közötti különbség továbbra is megma­rad, csak éppen fordítva. A falszerkezet hőszigetelését úgy kell kialakítani, hogy a különböző keresztmetszetek hővezetési ellenállása meg­egyezzen, valamint a hőszigetelések folytonos felületet al­kossanak a nyílászárokkal együtt.

Magastetők, zárófödémek hőszigetelése

Az épület belső hőmennyiségének legnagyobb része – azonosan jó hőszigetelő képességű szerkezeteket figyelembe véve – az épületet felülről lezáró szerkezeteken át távozik. Ezt az is erősíti, hogy a felfelé szálló meleg levegő­vel a hő konvekció útján is eljut ezekhez a szerkezetekhez. Itt szükséges tehát a többi szerkezethez viszonyított leg­nagyobb hővezetési ellenállású rétegrend kialakítása. Az épületenergetikai előírásban rögzített, szerkezetekre vonatkozó hőátbocsátási határértékek is ezt mutatják, hi­szen amíg a függőleges falszerkezetekhez 0,45 W/m²K ér­ték tartozik, addig a fűtött teret határoló felső szerkezetekre 0,25 W/m²K, ami az előzőnek majdnem fele.

A magastetők szerkezeti felépítése általában fa vagy fém fedélszékekből, valamint tetőfedésből áll. Közös jellemző­jük az egymástól meghatározott távolságokra lévő szaru­állás. Általános esetben nincs olyan összefüggő szerkezet, amely önmagában rendelkezne hőszigetelő tulajdonsággal, vagyis a belső tér fűtött levegője akadály nélkül juthat ki a külső térbe. (A tetőfedés néhány esetben ilyen lehet, vi­szont a hőellenállásuk ezeknek a szerkezeteknek igen kicsi, számításba szinte nem is vehető.)

Magastetők esetében a hőszigetelést elhelyezhetjük a szaruzat alsó síkján, a szarufák között és a szaruzat felső sík­ján, valamint ezek kombinálásával (13.14. ábra). Ha a nap­jainkban kapható egyre tökéletesebb építőanyagokat az elő­írásoknak megfelelően építik be, akkor csekély esély van rá, hogy meghibásodnak.

13.14. ábra. Tetőszerkezet szigetelése
a) szarufák között; b) szarufák között és alatt; c) szarufák felett

A hőszigetelést belső oldalról minden esetben párazáró réteggel kell védeni (páradiffúzió), míg külső oldalról a ned­vesség (csapadék) szerkezetbe jutását kell megakadályozni. Ezen felül bizonyos esetekben meg kell oldani a hőszigete­lés és a külső oldali alátéthéjazat közötti légtér kiszellőztetését is. A belső oldali párazáró réteg abból a szempontból is fontos, hogy a külső és a belső oldali nyomáskülönbség hatására ne indulhasson meg nagymértékű légáramlás, mert így a hő a határoló szerkezeten keresztül a levegővel az épü­leten kívülre áramlik.

Csak a szarufák közé elhelyezett hőszigetelés esetében szükséges nagy keresztmetszet kialakítása az ide vonatkozó egyre szigorúbb előírások miatt. A teljes szerkezetre vonat­kozó határértéknél a különböző gyengítő hatásokat is tartal­mazó rétegtervi hőátbocsátási értéket kell figyelembe ven­ni. A szarumezőben kb. 70-80-90 cm-ként 10-15 cm széles kisebb hővezetési ellenállású szerkezeti réteg (szarufa) ta­lálható. Ezek miatt is sokkal előnyösebb, ha szigetelő réteg kerül a szarufa külső vagy belső oldalára. A belső oldali szigeteléshez kialakított lécváz a szarufára merőleges. Ked­vezőbb megoldás a pontszerű vagy rejtett kapcsos rögzítés.

Zárófödémekre (padlásfödém, lapostető) is az előbb említett szigorú előírások vonatkoznak. Ezeknél a szerke­zeteknél a hőszigetelés elhelyezése rögzítés nélkül, fekte­téssel lehetséges. Ha a lapok az élképzésnek megfelelően jól kapcsolódnak egymáshoz, esetleg többrétegű kialakításnál a rétegek átfedéssel kerülnek egymásra, a vastagságtól függő mértékű hőszigetelés biztosítva van. Páratechnikai szempontból az ilyen szerkezetek nem jelentenek problé­mát, hiszen a szerkezeten áthaladó pára a padlástérben ki tud szellőzni.

A csapadék elleni védelmet azonban bizto­sítani kell, mert a hőszigetelésbe jutó nedvesség rontja an­nak hőszigetelő képességét. A padlástér hasznosítása vagy nagyobb légmozgás esetén szükséges a szigetelőréteg vé­delmére valamilyen védőburkolat kialakítása. Nagyobb mértékű kiszellőzés főleg szálas hőszigetelés esetében jelenthet gondot, hiszen a hőszigetelésben lévő levegő a tetőtérben bekövetkező nyomásesés hatására konvekció útján kiáramlik a hőszigetelésből, szállítva ezzel a hőt.

Megfelelően szigetelt lapostetők kialakítása összetett feladat. Gondoskodni kell a hőszigetelés folytonosságáról, a belső térből érkező pára elvezetéséről, a csapadék elleni vízhatlan szigetelésről és a csapadék maradéktalan elve­zetéséről. A megfelelő szigetelőanyag beépítésével a lehető legösszefüggőbb hőszigetelést kell kialakítani a szükséges áttörések figyelembevételével (kémény, páraszellőző elem, felülvilágító).

Csomópontok hőszigetelése

A megváltozott szerkezeti és/vagy geometriai tulajdonsá­gok miatt minden szerkezetnél van kisebb-nagyobb mértékű többdimenziós hőáramlás. Az ilyen részleteknél különösen fontos a megfelelő hőszigetelés, hiszen a hőhidaknál jelen­tősen csökken a felületi hőmérséklet (páralecsapódás) és nő az átáramló hőmennyiség (fűtési költségnövekedés). A hőhíd hatása a hőhíd határától a szerkezet vastagságával megegye­ző szélességben érezhető. A kiegészítő hőszigetelést ennek megfelelően kell kialakítani (13.15. ábra).

13.15. ábra. Erkélykonzol hőszigetelése
a) szigeteletlen; b) a konzol megszakításával; c) a szerkezet belső és alsó oldalán; d) a szerkezet alsó és felső oldalán

Tetszőleges geometriájú és anyagú összetett szerke­zeteknél – minden kapcsolódó szerkezetet is figyelembe véve – az összetett hőhidak hatását úgy kell csökkenteni, hogy minden keresztmetszeten és minden irányban a hő áramlását hőszigeteléssel akadályozni kell a hővezetési tényező mértékének megfelelően. Ez általában jelentős méretnövekedést okoz.

Helyzetbiztosítás rögzítőelem nélkül

A szigetelések legegyszerűbb rögzítési módja a vízszin­tes fogadófelületre történő fektetés, leterhelés. Fektetéses rögzítés történhet hasznosítatlan padlásfödémek hőszigete­lésénél. Leterheléssel rögzítik a padlószerkezetek úsztatórétegét. A hőszigetelő lapok élképzése lehet egyenes, lépcsős vagy csaphornyos kialakítású. A fektetéshez biztosítani kell a megfelelő minőségű felületet (felületi egyenetlenség, összeférhetőség), majd a lapokat az élképzésnek megfelelően szorosan ütköztetve el kell helyezni.

Nagyobb szilárdságú hőszigetelő anyagok esetében a rög­zítés történhet két vagy több, megfelelően stabil szerkezet közé való beszorítással. Ehhez a szigetelőanyagot nagy erővel össze kell nyomni (szélesség irányában), és be kell helyezni a szerkezetek közé, majd elengedés után az anyag (rugalmasságából adódóan) megfeszül.

Ez a megoldás csak tartósan rugalmas anyagok esetében alkalmazható. A tech­nológia leggyakrabban szarufák közötti hőszigetelésnél, homlokzati szigetelésnél (lécváz) vagy fafödém hőszigete­lésénél fordul elő. Az ilyen esetekben mindig készül vala­milyen burkolattartó váz, amely részt vesz a hőszigetelés rögzítésében vagy helyzetbiztosításában legyen szó kül- vagy beltéri hőszigetelésen egyaránt.

Rögzítés ragasztótapasszal

Tetszőleges állású felületre a hőszigetelő táblákat külön­böző anyagú, többnyire cementkötésű előre gyártott ragasz­tó tapaszokkal lehet rögzíteni.

Homlokzati hőszigetelések ragasztásához a fogadófelület legyen szilárd, egyenletes, száraz és jó nedvszívó képessé­gű. Az előkészített ragasztóanyagot a 100-120/20-60 cm-es hőszigetelő táblák belső oldalára a szélek mentén és a mező­ben pontokban kell felhordani úgy, hogy a ragasztási felület minimum 40%-a legyen a teljes felületének. Teljesen sima felületű fogadószerkezet esetében a ragasztóanyagot a tábla teljes felületére lehet felhordani 10 mm-es fogazású rozsda­mentes simítóval.

Nagyobb teherbírású rögzítéshez lehetőség van a ragasz­tást kiegészítő műanyag rögzítőtárcsa alkalmazására. A tár­csákat dübelezéssel a falszerkezethez kell rögzíteni. A hőszi­getelő táblák felragasztása előtt a tárcsákra ragasztópogácsá­kat kell tenni, így a szigetelőtáblát az alap ragasztáson felül több pontban nagy teherbírású ragasztópontok is rögzítik.

Mechanikus rögzítés

Dübeles rögzítés

A függőleges falszerkezetre épített kiegészítő hőszigete­lő elemeket nagyobb teherbírású mechanikai kapcsolattal is rögzíteni kell. Ennek egyik módja a tárcsa- vagy keresztfejű rögzítődübelek alkalmazása. Itt a dübelt a hőszigetelés vas­tagságán túl a tartószerkezethez kell rögzíteni, így a fejrész a hőszigetelést nagy felületen tudja a fogadószerkezethez szorítani. A falszerkezetbe rögzített dübelek egy része nem alkal­mas arra, hogy közvetlenül behatoljon a teherhordó szer­kezet anyagába. Külön művelettel (üregek fúrásával) lehet a teherhordó alapszerkezetet erre a célra alkalmassá tenni.

A hengeres furatokhoz szükséges szerszámokat elsősor­ban a teherhordó alapszerkezet anyaga határozza meg. A ki­sebb szilárdságú anyagoknál a szerszámok károsodása nél­kül használhatjuk a fémek megmunkálásához is alkalmas fúróeszközöket. Téglák esetén viszont az acélfúrót már keményfém lapkás fúróval célszerű felváltani. A fúrókészülék itt még legyen hagyományos, hiszen üreges téglafaj­ták esetén kimondottan káros az ütvefúró gép használata, ugyanis nem látható, mekkora kárt okoz a fúróbetét a belső üregek közti anyagban. A nagyobb szilárdságú betonoknál és kavicsbetonoknál kizárólag az ütvefúró gép és a kemény-fémlapkás fúró együttes használata vezethet eredményre.

A súrlódó jellegű kapcsolatot az üregbe helyezett rögzítőelemek egy részénél feszítő kúp vagy ék segítségé­vel hozzák létre. Ennek hatására a teherhordó alapszer­kezettel érintkező felületrészeken döntően súrlódásból származó erőhatás kompenzálja a kihúzóerőt.

A hatásos súrlódó felület nagyságának növelésével ked­vezően befolyásolható a kihúzóerő. Ezért a gyártók a rögzítőelemeket különféle átmérővel készítik. A rögzítőelem átmérőjének és a befeszülő rész hosszának a függvényében alakul ki a hatásos súrlódó felület.

Megkülönböztetjük azokat a rögzítéseket, amelyeknél a műanyag vagy fém dübelekbe csavarok behajtásával jön létre a súrlódó kapcsolat, és azokat, amelyeknél ütésre, csa­varásra vagy más erőhatásra alakul ki a befeszülés. Némelyik dübel alkalmas arra, hogy előfúrás nélkül ten­gelyirányú erő hatására a szigetelésen át a fogadószerkezet­be hatoljon és ott rögzüljön.

Kapcsos rögzítés

Szilárd hőszigetelések elrejtett rögzítésére alkalmas a fém anyagú szigetelő kapocs (pl. szarufák alatti hőszigetelés ki­alakítása). A kapocs élrészét a szigetelőanyagba kell nyom­ni, a laprészét fel kell fektetni a fogadó szerkezetre, majd a furaton át szeggel vagy csavarral rögzíthető.

Vonalmenti rögzítés

Szarufák közötti szálas anyagú és nem alaktartó hőszige­telések vonal menti rögzítése teljes szélességben szükséges lehet, hiszen a puha szerkezetű szigetelő paplan saját súlyát nem tudja megtartani, így teknősödhet vagy összeroskad­hat. Általános eljárás, hogy a szarufák oldalaiba szegeket ütnek, elhelyezik a hőszigetelést, majd a szegekhez kapcsolt fémhuzalokból egy szigetelést rögzítő és tartó hálót alakí­tanak ki. Minél sűrűbb a háló, annál inkább van biztosítva a szigetelés helyzete.

Mivel minden anyag rendelkezik hővezetési tényezővel (és az nem lehet nulla), rendelkezik hővezetési ellenállással is, ezért minden anyag hőszigetelő anyag, vagyis többek között a hőszigetelő vakolatok is ide sorolhatók.

Az építőiparban a különböző anyagok a hővezetési tényező alapján lehetnek:

• rossz hőszigetelő anyagok (0,15 W/mK < λ),
• közepes hőszigetelő anyagok (0,06 W/mK <λ<0,15 W/mK),
• jó hőszigetelő anyagok (λ < 0,06 W/mK).

(* λ – Lambda)

Ha tetszőleges hőátbocsátási értékkel rendelkező szer­kezetet kiegészítünk jó hőszigetelő képességű anyaggal, a szerkezet hőszigeteléséről beszélünk.

A hőszigetelő anyagok szilárd vázból és levegővel telt pórusokból, kapillárisokból állnak. Mivel az álló levegő jó hőszigetelő, így jelenléte a pórusokban jó hőszigetelő képes­séget biztosít.

A hőszigetelések jelentős mértékben csökkentik a szer­kezet egyes rétegeinek eltérő hőmozgását és az ebből szár­mazó feszültségeket, amelyeket a napi és évi hőingadozá­sok okoznak. Meggátolják, illetve kiküszöbölik a szerkezet egyes rétegeiben, a belső felületén, és/vagy a hőhidak men­tén a párahatás következtében fellépő káros elváltozásokat. Csökkentik az épület üzemeltetésének költségeit.

A hőszigetelő anyagokkal szemben támasztott követel­mények:

• A legfontosabb az alacsony hővezetési tényező.
• Fizikai és kémiai stabilitás abban a hőmérsékleti tarto­mányban, amelyben az anyagot alkalmazzák.
• Ne legyenek higroszkopikus tulajdonságúak, lehetőleg közömbösen viselkedjenek a nedvességgel szemben. A hőszigetelő anyagokba kerülő víz jelentősen rontja a hőszigetelő képességet.
• A hőszigetelő anyagok és a velük érintkező anyagok között nem léphet fel korrózió.
• A hőszigetelő anyagoknak közömböseknek kell lenni­ük a különböző rágcsálókkal, gombákkal szemben.
• Speciális alkalmazási területeken a szigetelőanyagok­nak terhelhetőnek kell lenniük. Ilyen pl. a padlóbur­kolatok alatt elhelyezett lépésálló hőszigetelő réteg.

A hőszigetelések között megkülönböztetjük a szálas, a pó­rusos és az ömlesztett anyagokat.

Szálas hőszigetelő

A szálas hőszigetelő anyagoknál a vattaszerűen össze­sűrített elemi szálak közé szorul be a levegő. Ezeket üveg, különböző kőzetek és salak olvadékából lehet előállítani.

Üreges hőszigetelő

A pórusszerkezet olyan üreges szerkezet, amelyben kü­lönböző elhelyezkedésű és méretű pórusok találhatók. Ilyen hőszigetelő anyag a műanyag hab, a parafa stb.

Ömlesztett anyagú hőszigetelő

Az ömlesztett anyagokból felépített hőszigetelő anyag szerkezetében a szemcsék között pórusok alakulnak ki, illetve a szemcsék porozitása okozza a jó hőszigetelő képes­séget. Ilyen anyag a perlit vagy a belőle készített perlitbeton.

Szálas hőszigetelő anyagok

A szálas hőszigetelő anyagokat foszlató eljárással állítják elő. A kapott szálakat különböző méretű lemezekké, filcek­ké alakítják. A csekély szervesanyag-tartalom következté­ben a csupasz termékek nem éghető anyagok! A termékek szervetlen anyaga rovarok, rágcsálók számára élelmet nem nyújt, gombásodásra, penészedésre nem hajlamosak.

Kőzetgyapot termékek

A kőzetgyapotot márgából, bazaltból, diabázból, gabbróból, homokkőből, agyagból stb. lehet előállítani. Az alapanyagokat koksz segítségével megolvasztják és szálakká foszlatják. Az így elkészített szálak vastagsága általában 4-7 μm, hosszúsága 1-10 mm. A további feldolgozás során a szálak sűrítésével lemezeket, paplanokat, csőhéjakat stb. készítenek. A kőzetgyapot lemezek testsűrűsége 60 kg/m³, hővezetési tényezője 0,040 W/mK.

A kőzetgyapot finom szálszerkezetének és viszony­lag magas testsűrűségének köszönhetően a szálak közötti levegő megközelítőleg nyugalomban van. A nyílt pórusú szerkezet miatt alacsony páradiffúziós ellenállású. Ez a tulajdonsága különösen alkalmassá teszi külső térelhatáro­ló szerkezetek hőszigetelésére.

A kőzetgyapot a szerkezeti kialakítása miatt a hanghullá­mokat is nagymértékben elnyeli (általában a 100 Hz feletti frekvenciájú hangokat nyeli el különösen jól). A kőzetgyapot a nagy hőmérsékletkülönbséget alakvál­tozás és feszültség nélkül elviseli. Nincs hőtágulása, mert az az anyagon belül a szálak egymás közötti mozgásában valósul meg. A kőzetgyapot gyakorlatilag nem öregszik.

Üveggyapot termékek

Az üveggyapotot rendszerint üvegipari nyersanyag keve­rékéből készítik. Az 5-7 mikron átmérőjű üvegszálakat hőre keményedő gyanta kötőanyaggal permetezik be, majd a polimerizációs kemencében a szálhalmazt a terméktípus sze­rinti, kívánt testsűrűségnek megfelelő vastagságúra nyom­ják össze, majd hőkezeléssel a kötőanyagot kikeményítik.

Párafékező tulajdonsága csekély, így réteges szerkezet­ben a külső kéreg alatt egyrészt kiszellőztetve, másrészt anyagában – a réteg páravezető képességét is kihasználva – előnyösen, nagy biztonsággal alkalmazható.

A páradiffúziós tényező a szigetelt szerkezetek páratech­nikai méretezésének egyik legfontosabb épületfizikai jellem­zője. Mivel a páradiffúziós folyamatot döntően az üveggya­potban lévő levegő határozza meg, a különböző termékek páradiffúziós tényezője nem tér el lényegesen a levegő pá­radiffúziós tényezőjétől.

Fagyálló, ezért a külső felületi, időszakos párakicsapó­dás, illetve az esetleges felületi nedvességhatás az anyag hőszigetelő tulajdonságát nem befolyásolja jelentősen. Mi­vel azonban nagy porozitású, nyílt pórusú anyagról van szó, a nedvesedéstől és a közvetlen áztatástól óvni kell.

Az üveggyapot termékek széleskörűen alkalmazhatók az akusztikai szigetelések területén is. Jó hangelnyelő képes­ségük a finom, rugalmas szálszerkezetükre, alacsony test­sűrűségükre, nagy nyitott porozitásúkra vezethető vissza.

Cementkötésű fabeton hőszigetelő lemezek

Cementkötésű, faapríték adalékanyagú hőszigetelő le­mezek előállításhoz töltőanyagként törtszálas szerkezetű fát (kétlépcsős aprítási művelettel), kötőanyagként pedig cementet használnak.

A fabeton előnyös tulajdonságai:

• természetes alapanyagokból készül;
• alacsony térfogatsúlyú;
• kiváló hő- és hangszigetelő, jó hőtároló;
• páraáteresztő;
• víz-, tűz- és fagyálló;
• ellenáll a penésznek, gombásodásnak, kártevőknek;
• könnyen megmunkálható;
• kiváló vakolattartó képességű.

A kedvező hőtechnikai paraméterű anyag kiválóan kom­binálható normál kavicsbetonnal. Más hőszigetelő anyag­gal, mint például ásványgyapottal vagy különféle polisztirol táblákkal is társítható. A rugalmas gyártási technológia következtében egyedi igények is teljesíthetők (pl. nagyfokú hangelnyelés és hanggátlás egy szerkezettel, fokozott hő­szigetelés kis vastagsági méretekkel).

Üreges hőszigetelő anyagok

Az üreges szerkezetű habokat különböző eljárásokkal, pórusképző gázok felhasználásával állítják elő. A habokat a cellák közé beszorított levegő teszi jó hőszigetelővé. A cel­laszerkezet lehet zárt vagy nyitott. A zárt szerkezetűeknek gyakorlatilag nincs vízfelvételük. A nyitott pórusszerkezetű haboknak a hőszigetelés mellet jó a hangelnyelésük is. Műanyagok közül szinte mindegyiket lehet habosítani, a gyakorlat szempontjából azonban a polisztirolnak és a poliuretánnak van kiemelt jelentősége.

Habüveg

A habüveget speciális összetételű üvegből állítják elő. Az üveget az előkészítés során finomra őrlik, majd alapo­san összekeverik a pórusképző anyaggal (mészkő, dolomit, kálium-nitrát stb.) és a granulálási segédanyagokkal (pl. agyagásványokkal). Ezután a keveréket hőálló sablonban, kb. 830-860°C-os hőmérsékletre hevítik. Ennek hatására pórusképző gáz termelődik (pl. szénpor, C0₂). A gázkép­ződés hatására az üveg megduzzad, 12-15-szőrösére növeli térfogatát. Az üvegben többnyire zárt, 0,2-1 mm méretű pórusok keletkeznek, amelytől a termék jó hőszigetelő tu­lajdonságú lesz. A habüveg tehát apró golyócskák halmaza, olyan kis gömböké, amelyekben hajszálvékony üveghártya zár körül egy kis gázbuborékot.

A habüveg testsűrűsége 125-135 kg/m³. A hővezetési tényező 0,048 W/mK, nyomószilárdsága 0,7-0,8 N/mm². Vizet egyáltalán nem vesz fel, teljesen párazáró. A klasz-szikus eljárásban a habüveg tömböt lehűlés után táblákra vágják. Általában vegyipari tartályoknál, hűtőházaknál, tűz­biztos épületszerkezeteknél használják.

Polisztirolhab

A polisztirolhab az egyik legelterjedtebb hőszigetelő anyag. Alapanyaga az előhabosított polisztirolgyöngy.

A po­lisztirolból két, lényegesen eltérő tulajdonságú habanyagot állítanak elő:

• az expandált polisztirolt a polimergyöngy zárt térben végzett vízgőzös vagy forró levegős, szakaszos duz­zasztásával gyártják;
• az extrudált polisztirolhabot folyamatos technológi­ával habosítják.

Az expandált polisztiroltömb hővezetési tényezője 0,030-0,040 W/mK, testsűrűsége 12-40 kg/m³ között van. Ez a hőszigetelő anyag nem áll ellen a különböző savaknak, szerves oldószereknek, ásványolajoknak stb. A polisztirol habok nehezen éghetőek.

Az extrudált polisztirol hővezetési tényezője 0,025-0,027 W/mK, testsűrűsége 25-45 kg/m³ között van. Az anyag finom, teljesen zárt cellákból épül fel, sima felületű és mé­rettartó. Az extrudált termékek hőszigetelő képessége jobb, szilárdsága nagyobb, vízfelvétele pedig kisebb, mint az ex­pandált terméké. Felhasználása elsősorban hűtőházak teher­hordó födéméinek, fordított tetőszerkezetek, illetve nagyobb terhelésnek kitett szerkezetek hőszigetelésekor történhet. Ez a hőszigetelő anyag nem áll ellen a különböző savaknak, szerves oldószereknek, ásványolajoknak stb.

A zártcellás polisztirolhab rendszerek páratechnikai hát­rányait a gyártástechnológia fejlesztésével sikerült meg­szüntetni. A legújabb polisztirollapok perforáltak, lyuka­csos szerkezetűek. A szemcsék tehát pontszerűen kapcsolódnak egymáshoz, így a páraáteresztő képesség jelentősen megnő. A hagyományos lapok 50-es páradiffúziós ellenál­lási tényezője 10-es értékre csökkenthető le, azaz a pára­áteresztő képesség jelentősen javul. A perforált hőszigetelő lapoknál ügyelni kell, melyik oldal kerül a fal felé, ugyanis a fal felől induló kúpos lyukak nem mindegyike ér át a lap másik oldalára. Ez a külső oldalon egyenletes páraeloszlást tesz lehetővé.

Poliuretán hab termékek

A poliuretán habot a poliuretán fizikai, vagy kémiai és fizikai habosításával gyártják, félkemény és kemény kivi­telben. A kemény poliuretán pórusszerkezete 95 V%-ban zárt. A jó hőszigetelő képességet a pórusok közé zárt gőzök biz­tosítják (pl. freon). Habosítás közben a poliuretán hab jól tapad a papírhoz, kerámiához, fához, ezért szendvicsszer­kezetek gyártására ragasztóanyag nélkül is felhasználható.

Lehetőség van a helyszíni habosításra is. Ezzel az eljárás­sal a (nyílászáró és fal közötti) hézagok és üregek kitöltését is el lehet végezni. Testsűrűsége 30-40 kg/m³ közötti, hő­vezetési tényezője 0,030 W/mK. 100 °C-ig hőálló, nyomó­szilárdsága 0,14-0,25 Mpa. Az építőanyagokhoz jól tapad. Könnyen éghető anyag, de a lúgok, savak, szerves oldósze­rek nem támadják.

Polietilén hab termékek

A polietilén hab polietilénből, habosító adalékanyaggal, extrudálással előállított, zártpórusú hab termék. Különböző testsűrűséggel gyártják (25-180 kg/m³), hővezetési tényező­je 0,037-0,065 W/mK. Vízfelvevő tulajdonsága gyakorlati­lag zérus, jó párazáró tulajdonságú. Előnye, hogy rugalmas, kis sugár mentén is hajlítható.

Parafa hőszigetelő termékek

A szerves hőszigetelő anyagok közül a parafa természe­tes eredetű. A felhasználásra alkalmas alapanyag a paratölgy kérgének lefejtésével nyerhető. A parafa testsűrűsége kb. 200 kg/m³. A jó hőszigetelő képességet a vékony sejtfa­lak közé bezárt levegő biztosítja. A parafa szívós, rugalmas, nagy a diffúziós ellenállása, fagyálló, penészesedésre, rothadásra nem hajlamos.

A hulladék parafa expandálása során 250-300 °C-os gőz hatására a parafából gyantaszerű anyag válik ki, amely hártyaszerűen összeragasztja a szemcséket. Az expandált parafa testsűrűsége 120-140 kg/m³ közötti, hővezetési tényezője 0,05 W/mK. A parafa termékeket hű­tőházak, fürdőépületek, nedves környezetű terek hőszigete­lésére használják.

Ömlesztett hőszigetelő anyagok

Perlit és perlittermékek

A perlit alapanyaga a természetben megtalálható riolitos vulkanikus kőzet, 3-5% víztartalommal. 900-1200 °C-os hőmérséklet hatására a víztartalom gőzzé válik és a kőzet 20-30-szorosára duzzad. Ezt nevezzük duzzasztott perlitnek. A perlitnek kicsi a szemcseszilárdsága, és a hal­mazsűrűsége, ezért csak hőszigetelő betonok és vakolatok készítésére alkalmas. Betonkészítésre általában a durva és nehézperlit használható. A habarcs- és betonkészítéshez használt perlit nem tartalmazhat szennyeződést. A hőveze­tési tényezője 0,045 W/mK.

A perlitpaplan műanyag fóliába varrt, ömlesztett perlit. Testsűrűsége 110-140 kg/m³ közötti, hővezetési tényezője 0,064 W/mK. Általában +70 °C-os hőmérsékletig alkalmaz­ható. Elsősorban lapostetők szigetelésére használják. A perlitadalékos hőszigetelések között a bitumoperlit a legismertebb. Ezzel az anyaggal hő- és nedvesség elleni szigetelés is megoldható. Testsűrűsége 400-500 kg/m³, nyo­mószilárdsága 0,4-0,6 Mpa, hővezetési tényezője 0,1 W/mK, vízfelvétele 10 m% alatti. Felhasználható -20 és +100 °C-os hőmérséklet között. Acélszerkezetek tűzvédelmére használ­hatnak gipszperlit lapokat és vízüvegkötésű perlitlapokat.

A perlithab granulátumot perlitkőzet őrleményéből, nát­ronlúgból és duzzadást elősegítő keverékből granulálás utá­ni duzzasztással állítják elő. 2-30 mm-es mérettartomány­ban frakciókra bontva, zsákokban forgalmazzák. Zárófödé­mek hőszigeteléséhez és hőszigetelő betonok készítéséhez használható. Műanyaghabok töltőanyagaként, főleg a tűz­állóság és a mechanikai szilárdság növelésére használják.

Agyaggyártmányok

A duzzasztott agyag és perlit 1:1 arányú keverékéből elő­állított, téglaméretű termékeket 900 °C-os hőmérsékleten égetik ki. A testsűrűségük 300 kg/m³, hővezetési tényező­jük 0,080 W/mK, nyomószilárdságuk 0,7 Mpa. 900 °C-os hőmérsékletig kemencefalak falazására, kazánok szigetelé­sére alkalmazható. Szárazon vagy saját őrleménnyel kevert agyaghabarcsba rakják.

Ha a keveréshez tűzálló agyagot, illetve samottot is hasz­nálnak, akkor a termék sűrűsége 750 kg/m³, nyomószilárd­sága 3 MPa, hővezetési tényezője 0,23 W/mK. Körülbelül 1200 °C-os hőmérsékletig használható ipari kemencék kül­ső és belső szigeteléséhez. Olvadáspontja 1650 °C.

A kőszivacs porózus égetett kerámia termék. Az agyag­hoz pórusképző anyagot, elsősorban szénport és fűrészport kevernek. A kiégett alkotórészek helyén maradt üregek biz­tosítják a jó hőszigetelő képességet. A kőszivacs anyagból a válaszfallapokhoz hasonló termékeket állítanak elő.

A levegő csak véges mennyiségű vízgőzt tartalmazhat. Ha növeljük a vízgőz mennyiségét, a levegő telítetté válik, majd a vízgőz cseppfolyós formában kicsapódik (13.10. ábra). A levegő a hőmérséklet növelésével több vízgőz befogadására képes.

13.10. ábra. A vízgőz telítési nyomása a hőmérséklet függvényében

A levegő páratartalmát kétféleképpen adhatjuk meg:

• abszolút nedvességtartalom (g/kg): az 1 kg száraz le­vegő vízgőz tartalmának tömege,
• relatív légnedvességtartalom φ (%): az adott hőmér­sékletű levegő telített állapothoz viszonyított nedvességtartalma %-ban kifejezve (a levegő hőmérsékleté­nek változtatásával a relatív páratartalom is változik).

Az épületzerkezetekben a nedvesség továbbítódhat:

• vezetéssel: ha a vizsgált szerkezet közvetlenül vízzel érintkezik, a nedvesség folyékony állapotban haladhat át a szerkezeten;
• páradiffúzióval: ha a vizsgált szerkezet két oldalán különböző páranyomású levegő van, a szerkezeten keresztül megindul a pára vándorlása;
• szorpcióval: a szerkezet természetes nedvességtartalma a környező levegő nedvességtartalmával egyensúlyban van (a levegő nedvességtartalom-változása következté­ben az anyag nedvességet tud leadni és felvenni), magas relatív nedvességtartalom esetén az egyensúlyi nedves­ségtartalom károsíthatja az anyagot.

A páradiffúzió és a páradiffúziós tényező

A fűtött teret határoló szerkezetekben létrejövő páradif­fúzió oka lehet a két tér hőmérsékletének és páranyomásá­nak a különbsége. (Ha a külső térben a hőmérséklet 0 °C, a belső térben pedig +20 °C, és mindkét oldalon a levegő telített állapotú, a kétoldali páranyomás között négyszeres különbség van). A kialakult különbségek hatására a határoló szerkezeten keresztül a páradiffúziós ellenállástól függően megindul a páravándorlás a külső tér felé. A magas relatív páratartalom csökkenthető a helyiség szellőztetésével, illet­ve automatikus szellőzők falba építésével.

A különböző anyagokat páratechnikai szempontból a hozzájuk tartozó páradiffúziós tényező jellemzi. A páradiffúziós tényező megmutatja az egységnyi vastagságú és egységnyi felületű szerkezeten egységnyi nyomáskülönbség hatására létrejövő páraáramlás mennyiségét. (Jele: δ.)

Értéke az anyag szerkezete, pórusossága alapján változik (üveggyapot: 0,065, üveg: 0,0). Minden szerkezet valamilyen mértékben akadályozza a pára áramlását. Egy szerkezet pá­radiffúziós ellenállása a páradiffúziós tényezővel egyene­sen, míg a szerkezet vastagságával fordítottan arányos.

Páralecsapódás

A levegő páratartalma kicsapódik, ha annak hőmérsék­lete eléri a harmatponti értéket. Ekkor a levegő párával telí­tett lesz és a felesleges pára vízgőz formájában kicsapódik. Páralecsapódás következik be, ha a felületek (falfelület) hő­mérséklete eléri a harmatponti hőmérsékletet.

Különösen érzékeny hely a hőhidas keresztmetszet, hi­szen itt a felületi hőmérséklet az általános felületi hőmérsékletnél is alacsonyabb. Komolyabb problémát okoz, ha a pára a szerkezet belse­jében csapódik le. A fűtött térben a hőmérséklet és a levegő páratartalmának nyomása is nagyobb, mint az ellenkező oldalon.

A szerkezet belsejében az alacsonyabb értékű ol­dalról a magasabb felé fokozatosan nő a hőmérséklet és a vízgőz nyomása is. A réteges szerkezeten belül a különböző anyagok eltérően vezetik a hőt és a páranyomást. Abban az esetben, ha a szerkezet egy pontjában kialakult hőmérsék­let és vízgőznyomás együtt az adott hőmérsékletű levegő telítési értékét teljesítik, akkor páralecsapódás következik be.

A hang úgy keletkezik, hogy egy rugalmas test térfo­gata és annak sűrűsége időegység alatt megváltozik, a test részecskéi elmozdulnak, majd ezt a szomszédos részecskék is átveszik, így az elmozdulás hullámszerűen továbbterjed. A hang terjedhet szilárd, folyékony és légnemű anyagokban. Az emberi fül a rezgések okozta nyomásingadozást érzékeli, majd az agy hangfeldolgozó részeihez közvetíti.

A keletkezett hangot jellemezhetjük:

• a terjedés sebességével: a részecskék rezgési energiá­jának továbbterjedési sebessége az adott közegben;
• a hullámhosszával: a közeg részecskéi bizonyos tá­volságban azonosan rezegnek; ez a távolság a hullámhossz;
• a frekvenciájával: az egységnyi idő alatt végbemenő minimum-maximum-minimum rezgés változás. Minél nagyobb a hang frekvenciája, annál magasabb hang­ként érzékeljük;
• az intenzitásával: az egységnyi felületen időegység alatt átáramló hangenergia. Minél nagyobb a hang intenzitása, annál hangosabbnak halljuk.

A különböző zajhatások károsan hatnak az emberi szer­vezetre. Zavarja a koncentrációt és megnehezíti a pihentető alvást. Egy hang zavaró hatását befolyásolja a hang inten­zitása, a frekvencia nagysága és üteme. A megengedhe­tő zajszinteket szabványok és előírások határozzák meg. A hangszintek mérésére, az előírt határértékek betartásának ellenőrzésére különböző lehetőségek állnak rendelkezésre.

A hanggátlás feladata az épületen belül az egyéni hasz­nálatú terek közötti hangterjedés csökkentése és az épületen kívüli zajok épületbejutásának megakadályozása.

Épületszerkezeti szempontból a hang két különböző mó­don, léghangként és testhangként terjedhet:

• Első esetben a zajforrás felületéről a rezgések a le­vegőben terjednek tovább. Szilárd szerkezethez érve a hullámok rezgésbe hozzák azt. Ekkor a rezgési ener­gia egy része a felületről visszaverődik, egy része a szerkezetben terjed tovább, a többi pedig a megre­zegtetett szerkezetből újra kilép a levegőbe. Minden szerkezetet jellemezhetünk a hanggátló képességével, amely a frekvencia függvényében változik.
• A másik esetben a hang a zajforráshoz csatlakozó szerkezetekben terjed. A kapcsolódó szerkezeteken eljut a szomszédos épületrészekhez is. A különböző szerkezetek felületéről a rezgési energia egy része a le­vegőben továbbterjed. A legismertebb testhang, a lépés­hang a födémeket érő hatások miatt keletkezik. A lakás használata során üzemeltetett háztartási gépek, az em­berek közlekedése, a lehulló tárgyak mind a vízszintes teherhordó szerkezetekre hatnak. Az ilyen mechanikai hatások a födém szerkezetében hangrezgéseket ered­ményeznek, amelyek a födém alsó felületén kilépve a levegőben léghangként továbbterjednek.

A különböző épületszerkezetek eltérően viszonyulnak a két terjedési típusra. A léghang a porózus szerkezetek­ben elnyelődik, a tömör felületekről pedig nagy arány­ban visszaverődik. Mindkét esetben a szerkezet akadá­lyozza a léghang helyiségek közti terjedését. A testhang a szilárd anyagokban terjed jól, így ha a szerkezetet meg­szakítjuk valamilyen nem szilárd anyaggal, a rezgés terjedé­se akadályozva van.

Az épületek, építmények teljes életciklusa alatt a kar­bantartás és üzemeltetés során jelentkezik az összkölt­ségek kb. 80%-a. A bekerülési költség többszörösét az épü­letre kell költeni a fennállása során, így az állagmegóvásra fordított anyagi eszközök, illetve a folyamatos üzemeltetés költségei gazdálkodási szempontból sem közömbösek.

A gazdasági helyzet, az egyre dráguló energiaárak szük­ségessé teszik az épületek gazdaságos üzemeltetését. Ehhez szükség van az épületben található gépészeti berendezések és rendszerek működtetésének optimalizálására (fűtés, szel­lőztetés, légkondicionálás, elektromos hálózatok). A műkö­dő rendszereket olyan szinten kell tartani, hogy a feladatu­kat megfelelő módon tudják ellátni.

Az új vagy felújított épületeknél a beépített gépészeti be­rendezések műszaki színvonala lehetőséget ad az üzemállapot folyamatos megfigyelésére. Lehetővé válik az üzem­zavarok gyors felfedezése, a távfelügyelő diszpécser beavat­kozása és az optimálishoz közeli üzemelés körülményeinek megteremtése.

Hőmérséklet, szellőztetés

Az épületek üzemeltetése során folyamatosan az előírá­soknak megfelelő hőmérsékletet, légcserét, páratartalmat stb. kell biztosítani. Ehhez jól képzett műszaki személyzet szükséges, akik képesek az épület berendezéseit működ­tetni, a kisebb hibákat elhárítani, állagmegóvást végezni, valamint a nagyobb felújítási munkákra javaslatot adni.

A létesítmények üzemeltetésével kapcsolatos tevékeny­ségeket két részre oszthatjuk.

Létesítmény-fenntartási tevékenységek:

• Hibaelhárítás: a mindennapi élet során adódó hibák (gépészeti üzemzavarok, burkolati hibák stb) kijaví­tása tartozik ide.
• Karbantartás: azok a munkák tartoznak ide, amelyek a meghibásodásokat, lassú tönkremeneteleket gátolják meg, pl. légkondicionáló karbantartása.
• Felújítás: bizonyos épületrészek, épületszerkezetek nagy javítását, eredeti műszaki színvonalra emelését jelenti, pl. a tetőhéjazat cseréje.
• Jelentés készítése: ezt a tulajdonosok igényei alapján kell bizonyos időközönként elkészíteni az épület álla­potáról, az elvégzett beavatkozásokról.
• Naprakész nyilvántartás: az épület fennállása alatt fo­lyamatosan vezetett leltárt jelenti. Költségelemzések­nél, a későbbi munkáknál hasznos lehet.

Létesítmény-üzemeltetési tevékenységhez tartozik:

• Közüzemi energiagazdálkodás: a közműszolgáltatók te­vékenysége sorolható ide. Legnagyobb problémát min­dig a fogyasztás mértéke és a szolgáltatások árának a folyamatos növekedése okozza.
• Épület- és helyiséggazdálkodás: a legjobb kihasznált­ság és legkisebb fenntartási költség elérése érdekében vezetett tevékenység.
• Takarítás: a folyamatos rend és tisztaság igénye miatt szükséges. Megfelelő eszközöket, személyzetet igényel.
• Biztonsági felügyelet: szükség esetén saját biztonsági szolgálat alkalmazása, megfigyelő rendszer, riasztók működtetése.
• Egyedi feladatok ellátása: speciális rendeltetésű épüle­teknél jellemző.
• Naprakész likviditás: a gazdálkodás szempontjából fon­tos, az épület üzemeltetésével kapcsolatos pénzügyi nyilvántartás vezetését jelenti, naponkénti frissítéssel.

Az épületszerkezetek károsodása a használati érték csök­kenését, a szerkezetek élettartamának rövidülését jelenti. A károk ismeretében pontos felmérés után lehetséges a fenn­tartással kapcsolatos teendőket meghatározni. Az épület­szerkezeti károkat a következőképpen csoportosíthatjuk.

A hatások kiterjedése szempontjából:

• A közvetlen károk más csatlakozó szerkezet károsodá­sától függetlenül jelentkeznek; ilyen például az esőcsa­torna rozsdásodása.
• A közvetett károk más, valamilyen kapcsolódó egyéb szerkezet miatt jönnek létre. A leggyakoribb közvetett károk a kapcsolódó szerkezetek alakváltozása, mozgá­sa miatt alakulnak ki. Az alaptest megsüllyedésének következményeként például megreped a falazat, elvá­lik a lábazatburkolat, gépészeti vezetékek sérülnek.

A kiváltó ok szerint:

• A kémiai eredetű károk elsősorban a különböző anya­gok között lejátszódó kémiai folyamatok következtében keletkeznek. A talajvíz káros összetevői (szulfáttarta­lom), a savas eső felgyorsítja a korróziós folyamatokat. A napsugárzásnak kitett szerkezeteknél felgyorsul az öregedési folyamat (UV-sugárzás: műanyagok felületi repedései, elszíneződések). Ide sorolható a betonszer­kezetek pH értékének csökkenése is, amely felgyor­sulhat a levegő szennyezettségének növekedésével. (A pH érték csökkenésével a beton nem védi kellően az acélbetéteket, amelyek így korrodálódnak, és csökken a teherviselő képesség.)
• A biológiai károk általában faanyagokon jelentkeznek. Ezeken a kórokozók elsősorban nedves környezetben telepednek meg. A fertőződéseket gyakran már nem lehet megállítani, csak a teljes szerkezet cseréje jelent­het megoldást.
• A mechanikai eredetű károk felületszerkezeteken, te­herhordó szerkezeteken jelentkezhetnek. A felületszerkezeteken jelentkező károsodás például a kopás, amely jól megfigyelhető például a festett falakon. A teherhor­dó szerkezeteknél a károk túlterhelésből, teherátrendeződésből, dinamikus igénybevételből keletkezhetnek. Ilyen például a födémgerendák alakváltozása a megen­gedettnél nagyobb teher hatására.
• A mozgás miatti károk az épületszerkezetek deformá­ciója, illetve egyenlőtlen alaptestsüllyedés miatt követ­kezhetnek be. A mozgást rendszerint hőmérsékletvál­tozás, illetve terhelés hatására létrejövő alakváltozás okozza. Összeépített szerkezetek esetében a gátolt moz­gás a kapcsolódó épületszerkezeteket is károsíthatja.
• A nedvesség miatti károk a víz, a nedvesség, a pára állandó jelenléte miatt alakulnak ki. A víz ugyanis ol­dószerként viselkedik és kioldja az anyagokban lévő különböző sókat, nyomást gyakorol az épületszerkeze­tekre, felületleválásokat eredményez.
• A fagykárok elsősorban a külső térrel kapcsolatban álló vizes, nedves szerkezeteken jelentkeznek. A legjellem­zőbb a fedések, lábazati falak, homlokzatok, járdák és külső burkolatok károsodása.

Az épületek károsodása származhat különleges okokból is. Ilyen lehet a tűzkár, a földrengéskár, az árvízkár, a bel­vízkár, ütközés stb.

A helyszíni vizsgálatok

A hibás épületek vagy épületrészek vizsgálatát mindig egy helyszíni szemlével kell kezdeni, amely során a későbbi munkát meghatározó alapinformációkhoz lehet jutni.

Ezek lehetnek:

• Régi tervrajzok, műszaki leírások: segítségükkel összehasonlítható a régi és a jelenlegi állapot, beazonosít­hatók a hibahelyek. A meglévő rajzok alapján követ­keztetni lehet az épületszerkezetek kialakítására, anya­gaira, korára.
• Nyilvántartások az épület üzemeltetéséről: a számlák, a nyilvántartások a használók és tulajdonosok névjegy­zékét tartalmazhatják. A számlákból következtethetünk a közművek működésére, használati szokásokra. Ez akár magyarázatot is adhat az üzemi károkra.
• Szakvélemények, minőségi tanúsítványok: az épület üzemeltetése közben készített szakvélemények egy-egy korábbi probléma feltárásáról vagy annak megoldásáról adhatnak tájékoztatást. A tanúsítványok a felhasznált anyagokról vagy a beépített gépészeti berendezésekről nyújtanak információt.
• A fenntartási munkák dokumentumai: a munka­szerződések tartalmazhatják az elvégzett munkák pon­tos leírásait, esetleges költségvetéseiket.
• Fényképek, jegyzőkönyvek: a fényképek bizonyító erejűek. A folyamatos archiválás a későbbiekben hasz­nos lehet az előkészítő vagy átalakítási munkáknál.

A felsoroltakon kívül nagyon fontos információhoz jut­hatunk az épület régi tulajdonosaitól, idősebb lakóitól, üze­meltetőitől. Ok ugyanis közvetlen szemlélői lehettek egy-egy elvégzett karbantartási vagy felújítási munkának.

Az építmény végigjárásával szemrevételezhetni lehet az épületszerkezeteket, megfigyelhetők a hibás részek, összes­ségében benyomás szerezhető az épület egészéről. A bejárás során gondolni kell a különböző problémákra. Például ha a megvilágítás a padláson és a pincében nem megfelelő, ak­kor a mesterséges megvilágításról gondoskodni kell.

Van­nak továbbá takart szerkezetek, amelyeket ki kell szabadíta­ni. Ilyen lehet a födém alsó síkja, a falfelület vakolata, vagy az oldalfal- és padlóburkolatok. A szemle során a kézzel elérhető szerkezeteknél a kopogtatás, a felület megkarcolása, megkaparása hasznos információkat adhat a minőségről. Kézzel elérhetőnek minősül az a hely, amelyet még létrával meg lehet közelíteni.

A szerkezetek vizsgálatánál a kétoldali szemrevételezés több információhoz juttat. A födémen például végig lehet sé­tálni: ilyenkor érezhetőek a kisebb mozgások; az alsó felüle­ti szemle pedig a meghibásodás mértékéről adhat felvilágo­sítást. Az esetleges kétoldali hibahelyeket pontosan azonosí­tani kell, ezzel a kiváltó okokat is könnyebb meghatározni.

Épületszerkezetek felismerése

Az épületszerkezetek felismerése a meglévő rajzokról a legegyszerűbb. A beazonosításnál azonban ellenőrizni kell, hogy valóban a rajzon szereplő szerkezet készült-e el. Erre azért van szükség, mert gyakran előfordul, hogy kivitele­zés közben más anyagot választanak, vagy módosítják az eredeti terveket. Megvalósulási terv pedig nem készül a megépített szerkezetről. Azonosításnál a méretek meghatá­rozásán és az anyagok felismerésén kívül az építés idejének ismerete is segíthet, mert az építőanyagokat a régi könyvek, katalógusok alapján fel lehet ismerni.

Az idősebb épületek szerkezeteiről általában nem állnak rendelkezésre rajzok. Ilyenkor a szerkezeteket a geometriai alak, a beépített anyag, az esetleges alakváltozás alapján kell felismerni. A poroszsüveg boltozat például könnyen felis­merhető a jellemző ívek alapján. Az alulról nádrabicolással vakolt fafödém pedig repedései, illetve a rugalmas alakvál­tozása alapján azonosítható. Az építőanyagok felületének megkopogtatása is árulkodó lehet. A födém szerkezetét vagy az áthidalók darabszámát és helyét azonban csak a vakolat megbontásával tudjuk meghatározni. A vasbeton szerke­zeteknél segítségünkre lehetnek az egyszerű fémkeresők, amelyekkel pontosan megállapítható az acélbetétek átmérője és a betontakarás.

Szerkezet anyaga

A vizsgálatnál akaratlanul is foglalkozunk a szerkezet anyagával, szemléljük annak állapotát és tönkremenetelét. Észrevehetjük, hogy a szerkezet anyagának meghibásodása, korróziója, illetve a hibajelenségek többnyire késleltetve je­lentkeznek. A fagy hatása például általában meglátszik a fe­lületeken, gyakori előfordulása viszont először anyaghibát, az idő előrehaladtával azonban szerkezeti problémát okoz. A hibák közül elsősorban azok a kritikusak, amelyek az épületek, tartószerkezetek állékonyságát veszélyeztetik. Ezért nagyon komolyan kell venni a tartószerkezetek defor­mációit vagy a felületükön megmutatkozó elváltozásokat, repedéseket, előrehaladott korróziós nyomokat.

A hibák feltárása során meg kell különböztetni az ép­pen csak kezdődő vagy már előrehaladott állapotba került jelenségeket. Fel kell ismerni a teherhordó és a nem teher­hordó szerkezetek, a felületszerkezetek, a védőszerkezetek, a szakipari munkákhoz tartozó szerkezetek, a gépészeti be­rendezések hibajelenségeit. Lehetnek olyan elváltozások, amelyek csak esztétikai problémát okoznak és nem jelen­tősek, de lehetnek olyanok is, amelyek csak közvetlenül a tönkremenetel előtt válnak láthatóvá.

Műszeres vizsgálatok

Különböző műszeres vizsgálatokkal is meg tudjuk hatá­rozni a károsodás mértékét. Ennek kifejezésére százalékos adatokat használhatunk, megnevezve az ép, illetve a káro­sodott felületek, keresztmetszetek nagyságát, mélységét, térfogatát stb. Takart vagy nehezen hozzáférhető helyeken, illetve komolyabb károsodás esetén is műszeres vizsgálat­ra van szükség. Sok esetben a helyszín egyszeri bejárása, a szemrevételezés, a mérés nem elégséges, szükség lehet újabb bejárásokra, illetve más műszeres vizsgálatokra is. Az utólagosan elvégzett mérések, vizsgálatok igazolhatják az előzetes feltételezéseket.

Feltárásos vizsgálat

Feltárásos vizsgálatot akkor kell végezni, ha a szerkezet egy része vagy egésze takart helyzetű. Ilyenek lehetnek a fö­démek, a közművezetékek, az alapozások, szigetelések stb. A feltárást, bontást olyan helyen kell végezni, ahol a legki­sebb kárt okozza, mégis elegendő információt lehet kapni a szerkezet állapotáról. Fontos, hogy a vizsgálat után az erede­ti állapot minél gyorsabban visszaállítható legyen. Feltárást egy-egy vélt vagy valós hibahelyen, illetve véletlenszerűen lehet elvégezni. A hibákat szemrevételezéssel, anyagvizsgá­latokkal vagy más műszeres vizsgálattal lehet megállapítani.

Geometriai vizsgálat

Geometriai vizsgálatokat akkor célszerű elvégezni, ha az alakváltozásnak látható jelei vannak, pl. kihajlás, bolto-zódás, hossz- vagy keresztirányú méretváltozás. A vizsgá­latot akkor is el kell végezni, ha a terhelés vagy más okok miatt (pl. repedésképződés, hőmozgás) az alakváltozás vagy a méretváltozás lehetősége felmerül. Ehhez egyszerű eszkö­zöket (egyenes léc, függő, tolómérő stb.) és optikai mérőmű­szereket lehet alkalmazni. A geometriai vizsgálatok feljegy­zéseihez pontosan meg kell szerkeszteni az adott szerkezet­részt, és pontosan be kell jelölni a méretváltozásokat.

Mechanikai károsodás

Mechanikai károsodást csak úgy lehet vizsgálni, hogy kisebb sérülések keletkeznek a vizsgált szerkezeten. A vizs­gálat során hasító- és vágóeszközöket, kaparószerszámokat stb. alkalmaznak. így információhoz lehet jutni az anyagok korróziójáról, két szerkezet kapcsolatáról, a rögzítőelemek állapotáról, tömítettségéről és felületi szilárdságáról.

Ha a károsodás megállapítása komolyabb műszeres vizs­gálatokat igényel, akkor azokat speciális feladatokra sza­kosodott személlyel vagy intézménnyel kell elvégeztetni. Előfordulhat olyan eset is, amikor a szerkezeti meghibáso­dás hosszabb megfigyelést igényel; ilyenkor a végleges véle­ményalkotást ennek lejárta után kell elvégezni.

Értékelések és ajánlások

A bejárásokról készült feljegyzések, mérési naplók egyéb vizsgálati információk alapján kell a károsodások mértékéről és az észlelt hibákról rendszerbe foglalt szakvéleményt adni. Az összesítésben műszaki szempontok alapján meghatároz­ható az avulás mértéke, az épület használhatóságának foka. A rendszerbe foglalás azt jelenti, hogy az elemzést szerkeze­tenként csoportokba sorolva kell elkészíteni. A felsorolásnál figyelembe kell venni a meghibásodás és a tönkremenetel súlyosságát is. Ez utóbbit valamilyen normarendszerhez kell igazítani azért, hogy megállapítsuk a jelentéktelen, súlyos vagy azonnali beavatkozást igénylő károsodásokat.

A normarendszer számszerűsített adatok alapján segíthet a döntésben, a szerkezeti javítások ajánlásainak meghozata­lában. Például a százalékosan meghatározott küszöb felett már érdemesebb a teljes szerkezet cseréjét elvégezni. Ezért a mérések, szemrevételezések során mindig a százalékos arány meghatározására kell törekedni. A számszerűsített értékeket a szerkezetekről készített vázlatokon is célszerű bejelölni a pontos helymeghatározással együtt.

A szakvélemény készítésekor mindig figyelembe kell venni a gazdaságosságot is. A hibák feltárásán kívül tud­nunk kell, hogy a szerkezetek károsodása hogyan orvosol­ható, ennek pedig milyen költségvonzata van.

Ezért a kö­vetkezőket mindig vegyük figyelembe:

• az épületek életkorát,
• az épületek használati értékét,
• az épületszerkezetek állapotát,
• a hibajelenségek mértékét,
• a lehetséges alternatívákat,
• a maradék használati időtartamot,
• az amortizáció mértékét,
• a karbantartás és a felújítás költségeit és
• a tulajdonosok igényeit.

Fontos az intézkedések gyorsasága is (pl. ha az épület­szerkezet állapota életveszélyesnek minősül). Ilyenkor az adott épületrészt ki kell üríteni, el kell keríteni, illetve tiltótáblákat kell elhelyezni. A kialakult helyzetet írásban kell rögzíteni és meg kell küldeni a tulajdonosnak, illetve az önkormányzatnak. A helyzet végleges értékelését, a kijavításra és megerősítésre vonatkozó munkákat statikus szakvé­lemény, tervek és műszaki leírások alapján kell elvégeztetni.

Amit emberi kéz alkot, az fenntartás, felújítás, karban­tartás vagy a szükséges megerősítések nélkül előbb-utóbb tönkremegy, használhatatlanná válik. Ennek tudatában sze­repel az építőipari jogszabályok között olyan rendelet, amely az egyes épületszerkezetek és azok létrehozásánál felhasz­nálásra kerülő termékek kötelező alkalmassági idejéről szól.

Az élettartam és az állékonyság szempontjából jelentős épületszerkezetek kötelező alkalmassági ideje általában 10 év, míg a szerkezet szempontjából kevésbé mértékadó ele­mek kötelező alkalmassági ideje 5 év. A kötelező alkalmas­ság azt jelenti, hogy a tetszőleges anyagokkal és technoló­giával létrehozott épületnek a meghatározott időtartamra a rendeltetésszerű használatra biztonsággal megfelelőnek kell lennie.

Bár a rendelet a teljes épületekre, építményekre kö­telező alkalmassági időt nem ír elő, a szakmában az állandó használatú épületek esetében általában min. 20-50 eszten­dős fennmaradással számolnak. Az alkalmassági idő alatt a következő tevékenységeket lehet az épületen végezni.

Fenntartási tevékenységek:

• Üzemeltetés: minden olyan tevékenység, amely a ren­deltetésszerű használat és az épület összhangját hivatott biztosítani (pl. takarítás, gépészeti rendszerek üze­meltetése).
• Karbantartás: ide tartoznak az olyan megelőző tevé­kenységek, amelyek az épület vagy a szerkezetek tönkremenetelének megelőzésére irányulnak (pl. liftek ellen­őrzése, ereszcsatorna takarítása stb.).

Felújítás: egyes anyagok, szerkezetek, berendezések az eredetivel azonos műszaki színvonalra kerülnek, felújítással vagy cserével (pl. homlokzat festése).

Beruházási tevékenység:

• Korszerűsítés: az eredetinél magasabb műszaki szín­vonalú anyagok, termékek, berendezések beépítése (pl. nyílászárók cseréje).
• Átalakítás: az eredeti funkcionális elrendezés megvál­toztatása (pl. válaszfal kivétele, szoba leválasztása).
• Bővítés: a meglévő létesítményhez új hasznos terüle­tek létesítése, kialakítása (pl. új épületszárny csatolása, emeletráépítés, tetőtér beépítése).
• Rekonstrukció: az eredeti épületszerkezetek részleges vagy teljes cseréje (pl. fedélszék teljes cseréje).
• Rehabilitáció: az eredeti épület teljes rekonstrukciója, egyben új funkcionális elrendezés kialakítása a jobb használhatóság érdekében (pl. régi ipari épületből iro­daház kialakítása).
• Revitalizácíó: részben vagy teljesen használaton kívüli helységek, épületek megfelelő korszerűsítési vagy rekonstrukciós beavatkozások utáni ismételt használatba vétele.

Épületdiagnosztika

Az épületdiagnosztika az épületek vagy épületrészek hibáinak feltárásával foglalkozik. A kapott eredmények alapján lehet a helyreállítási és állagmegóvási munkákat megtervezni, elvégezni. A tevékenységhez tartozik még az a törekvés is, hogy az épületek öregedési folyamata késleltet­hető, és a hibák többsége szakszerű beavatkozással kijavítha­tó. Az épületdiagnosztika eredményei alapján lehet kiválasz­tani a beavatkozás technológiáját, a megfelelő építőanyago­kat, a helyes rétegrendeket és szerkezeti kialakításokat.

Az épületdiagnosztika történhet szemrevételezéssel, anyagvizsgálatokkal és különböző műszerekkel való méréssel is.

A vizsgálatok a következőkre terjedjenek ki:

• A szerkezet, az épület korának felismerése: a korra jellemző épületszerkezetek ismeretének birtokában alaki jellegzetességek, méretek, valamint a felhasznált anyagok alapján lehetséges.
• A hiba megállapítása: anyagtani és szilárdságtani is­meretek alapján történhet. A szerkezettani okok a bekövetkezett károsodás ismeretében elemezhetőek.
• A károsodás mértéke: megállapítható a hibás szerke­zeti rész nagyságából.
• Értékelés: összegezni kell az előző három megállapí­tás tartalmilag összefüggő részeit, véleményt kell alkotni az adott szerkezeti hibáról, végig kell gondolni a lehetséges variációkat.
• Javaslattétel: a meghibásodás felismerése után meg kell határozni az állagmegóvás vagy az esetleges szer­kezetcsere módját, az alkalmazható anyagok körét és minőségét, javaslatot kell tenni a hiba kijavításának technológiájára, lebonyolítására.

Az acélvázas építési mód hazánkban legelterjedtebb típu­sa az acélvázas csarnoképítés, amely felhasználási területe széleskörű: épülhetnek ipari üzemcsarnokok, szolgáltató és raktárépületek, sportcsarnokok, hűtőházak, mezőgazdasági létesítmények.

Természetesen nem csak csarnokszerkezetek készülnek acélváz­ból. A toronyházak teherhordó szerkezetét is jellemzően acélváz képezi. Hazánkban azonban ilyen épületeket nem építenek. Az egyszintes csarnokszerkezetek (elsősorban gazdasá­gossági okokból) még napjainkban is gyakran előre gyártott vasbeton vázas szerkezetként épülnek. Az acélszerkezetes építés előnyeit felismerve azonban az acél alkalmazása ha­zánkban is egyre jobban elterjedt.

Azonos épületméret esetén az acélvázas csarnokok tö­mege elenyésző: 1/10-ed, 1/20-ad része a vasbeton vázas csarnokokénak. A teljes vázszerkezet szerelve készül (és az egyéb kapcsolódó szerkezetek is), építése egyszerű és gyors. Funkcióváltozás, -bővítés esetén az acélváz szükség szerint könnyen átalakítható. Ezen jellemzőkből adódik, hogy az acélvázas csarnokrendszerek készítése lényegében könnyű­szerkezetes építésnek tekinthető.

Napjainkban olyan korszerű, komplett acélvázas csar­nokrendszereket kínálnak a gyártók, amelyek egymáshoz kapcsolódó rendszerkomponensekbe csoportosítva lénye­gében a végleges csarnokszerkezethez szükséges minden egyes elemet tartalmaznak, a tartószerkezetektől a szakipa­ri szerkezetekig.

Az acélvázas csarnokrendszer az alábbi alrendszerekből épül fel:

• elsődleges teherhordó acélszerkezetek;
• másodlagos teherhordó acélszerkezetek (tetőszelemen, falvázrendszer);
• tető- és falburkolati rendszer;
• rendszerkiegészítők.

A napjainkban jellemző acélvázas csarnokrendszerek elő­nye, hogy a rendszerelvű építés modulkoordinációs kötöttsé­gei kevésbé jelentkeznek. A gyártók a korszerű gyártástech­nológiának köszönhetően az egyedi igényekhez igazodva, a modultól eltérő, szinte bármilyen méretű elemet képesek előállítani.

Teherhordó szerkezetek

Az elsődleges teherhordó szerkezetek az acél főtartók, melyek (rendszerint a csarnok keresztmetszeti geometriáját meghatározó) különböző statikai modellel rendelkező nyi­tott keretek (portálkeretek) (11.20. ábra).

11.20. ábra. Acél csarnokszerkezet fő részei

A keretek általá­ban 5-8 m távolságra helyezkednek el egymástól. Alakjuk mindig olyan, hogy a vízelvezetés biztonságosan megold­ható legyen (általában nincs külön fedélszerkezet, a lejtést a főtartó adja meg). A főtartó függőleges eleme a keretosz­lop, vízszintes vagy ferde eleme pedig a keretgerenda. Ezek a legtöbb esetben I vagy H szelvényekből készülnek. A por­tálkereteknél a statikai váz függvényében az oszlop-geren­da és a taréjkapcsolat lehet merev és csuklós is (11.21. ábra).

11.21. ábra. Portálkeretek statikai vázának alapesetei

A főtartó kialakítását részletes statikai tervek alapján ha­tározzák meg, elsősorban a támaszköz mérete és várható terhelések függvényében. Nagyobb támaszközök (25 m fe­lett) esetén rácsos tartós keretekre lehet szükség. A rácsos tartók anyagtakarékos megoldást jelentenek, napjainkban azonban az élőmunka folyamatos drágulásával alkalmazá­suk háttérbe szorult.

Az acélvázas csarnokok alapozását a helyi talajviszo­nyok és a várható terhelés mértéke határozza meg. A leg­több esetben az alapot a keretoszlopok alatt beton vagy vasbeton pontalapok képezik, melyeket gyakran vasbeton talpgerendák kötnek össze. Az alap és a keretoszlopok kap­csolata lehet merev (befogott) vagy csuklós.

Az ipari üzemcsarnokoknál az ott folyó gyártást segítő emelőberendezés (daru) alapvetően befolyásolja a csarnok vázszerkezetének kialakítását. A futódaruk rendszerint a csarnok két hosszanti oldalán elhelyezkedő sínpáron (futó­macskán) keresztül adják át terheiket, általában közvetlenül a főtartók keretoszlopaira (11.20. ábra). Egyes esetekben a sínpályát keretgerendákra függesztve, vagy külön tartóosz­lopokra támaszkodva helyezik el. A daruk okozta dinamikus hatásokat a tervezés során külön figyelembe kell venni.

A másodlagos teherhordó szerkezetek a héjazatokat alátámasztó tetőszelemenek és a falelemeket tartó falváz­gerendák, melyek közvetlenül a főtartókra továbbítják ter­heiket (11.20. ábra).

A tető szelemeneket általában vékonyfalú, C és Z szelvé­nyű acéltartók képezik, melyek a keretgerendákra merőlegesen, egymástól 1,0-1,5 m-re helyezkednek el (a terhelés nagyságától és a keresztmetszeti méretektől függően). A falvázgerendákat a keretoszlopok között elhelyezkedő vagy annak külső övlemezéhez erősített, szintén jellemzően C és Z szelvényű acéltartók alkotják. Kiosztásuk a beépíten­dő kerülő falelemektől függ.

A másodlagos tartószerkezetek szerepe kettős. Az előbb említett teherátadás mellett a főtartók kifordulás elleni meg­támasztását is biztosítják (merevítő szerkezetek). A csarnokszerkezet vízszintes irányú merevítését a főtar­tók között, a keretoszlopok és keretgerendák síkjában elhe­lyezett szélrácsokkal biztosítják (11.20. ábra). Az acélszerkezeti elemeket a csomópontokban hegesz­téssel, csavarozással, szegecseléssel, illetve ezek kombinációjával kapcsolják össze.

Hegesztett kapcsolatok

A hegesztett kapcsolatok két oldali sarokvarratos és tompavarratos kivitelűek lehetnek. A hegesztést elsősorban nagyobb méretű tartók esetén alkalmazzák. A lemezeket a hegesztés előtt elő kell készíteni, meg kell munkálni. A he­gesztés történhet a gyártás során és a helyszínen is. Utóbbi a nehezen biztosítható munkafeltételek, a változó hegesztési minőség és a nagyobb költségráfordítás következtében nap­jainkban már nem jellemző.

Csavarozott kapcsolatot húzásra, nyírásra és a kettő kombinációjára lehet igénybe venni. A csavarok meghúzásához nyomatékmérésre alkalmas szerszámot használnak. A csavaros kapcsolatok esetében ajánlatos a lehető legke­vesebb eltérő csavarátmérő, csavarhossz és különösképpen anyagminőség alkalmazása a hibás kapcsolatkialakítás el­kerülése érdekében.

11.21. ábra. Portálkeretek statikai vázának alapesetei

Szegecselt kapcsolatot kizárólag a gyártó üzemben ké­szítenek. A tető- és falburkolati rendszerek a csarnok határoló szerkezetét (a vázszerkezet borítását) képező elemek összessége. A burkolati elemek napjainkban jellemzően zárt fémlemezekkel közrefogott, keményhab hőszigetelésből álló, előre gyártott panelos szendvicsszerkezetek (esetleg ezek szerkezeti felépítéséhez hasonló, helyszínen készített szerelt megoldás) (11.22. ábra). A tetősík teherhordó elemét általában fém trapézlemez képezi, amely közvetlenül a tetőszelemenekhez van erősítve.

11.22. ábra. Tetőburkolat kialakítása
a) helyszínen szerelt általános rétegfelépítéssel; b) előre gyártott szendvicspanelekkel

Ezen rendszerint egyenes, nem befogott keret járható lapostető rétegrendet alakítanak ki, vagy nagyobb lejtés esetén a fémlemez önmagában képezi a tetőfedést. Az oldalfalak elemeit a falvázgerendákra erősítve rögzítik. A rendszerkiegészítőket az adott csarnokrendszer elme­ihez igazodó egyéb szerkezeti elemek, ipari kapuk, ajtók, bevilágítok, épületgépészeti szerelvények stb. képezik.

Az acél csarnokszerkezetek építése a pontos fogadószer­kezet kialakításával kezdődik. Az alapozás készítése során – mivel a betonszerkezetek cm-es, az acélszerkezetek pedig mm-es pontossággal készülnek, – külön figyelemmel kell eljárni az acél vázszerkezet és az alaptestek kapcsolatának kialakításánál. Régebben a még friss beton alaptestbe he­lyezték az acélszerkezet leerősítését biztosító kiálló csavar­szárakat. Napjainkban a megszilárdult alaptesten pontos bejelölést követően utólagosan építik be a lehorgonyzó csa­varokat (11.23. ábra).

11.23. ábra. Acélváz leerősítése alaptesthez

Az acélvázas csarnokszerkezetek napjainkban egyedi tervezéssel, összehangolt gyártási és szerelési terv alapján készülnek. Az automatizált gyártósoron legyártott vázelemeket az építési helyszínre szállítást követően a pontos szerelési terv alapján adott sorrendben helyezik el (az egyes elemek előre számozott jelölést kapnak). A főtartókat vagy külön a talajon összeépítve és utólag daruval felállítva, vagy közvetlenül a beépítés helyén az elemeket egymásra építve szerelik össze. A helyszíni szerelés gyorsan és egyszerűen végezhető. A felállított kész főtartókat ideiglenesen meg kell támasztani. A támaszok csak

A tengerentúlon és a skandináv országokban már évtize­dek óta meghatározó könnyűszerkezetes építési mód hazánk­ban az utóbbi években terjedt el szélesebb körben. Elsősorban kisméretű lakóházak, családi házak, nyaralók építésénél al­kalmazzák.

A könnyűszerkezetes épületek szerkezeteit jellemzően „könnyű” anyagok alkotják. Az épület teherhordó szerkezeti részét fa vagy fém vázszerkezet képezi. Ez lényegé­ben egy könnyű térbeli rúdszerkezet (11.16. ábra). Az épí­tési mód jellemzője, hogy az épületszerkezetek szinte teljes egészében száraz technológiával, szerelő munkával készül­nek, így a kivitelezés során egymással párhuzamosan több munkafolyamat is végezhető.

11.16. ábra. Könnyűszerkezetes faváz

A könnyűszerkezetes épületek a hagyományos technoló­giával épülő épületekhez képest számos előnyös tulajdon­sággal rendelkeznek. Kivitelezésük gyors és gazdaságos, a kész épületek kiváló épületfizikai tulajdonságokkal ren­delkeznek, utólag könnyen átalakíthatók, bővíthetők.

Tartószerkezetek

A könnyűszerkezetes épület tartószerkezeti rendszerének jellemző elemeit a függőleges, vízszintes, valamint ferde (merevítő) fa vagy fém rúdelemek képezik. Ezeket minden esetben pontos szerelési terv alapján építik össze. Az előre gyártott vázelemekből a gyártók az egyedi igényekhez iga­zodva szinte korlátlan méretválasztékot biztosítanak, így a modulkoordináció okozta kötöttség elhanyagolható.

A könnyűszerkezetes épületek egyik sajátossága, hogy az egyes falszerkezetek teherhordó részét önmagában merev, teherhordó függőleges síkbeli vázszerkezet képezi. Vagyis lényegében az épület egészét képező vázszerkezet több ki­sebb egymáshoz kapcsolt (és megfelelően merevített) váz­szerkezetből jön létre (11.17. ábra). A falakat képező váz­szerkezetek a falsarkok mentén kapcsolódnak egymáshoz (11.18. ábra).

11.17. ábra. Könnyűszerkezetes fal vázeleme

11.18. ábra. Fémváz falsarok-kapcsolata

A teljes szerkezet térbeli merevségét a födém síkjában elhelyezkedő, a fal vázszerkezeteire támaszkodó, azokat összekötő vízszintes rúdelemek, illetve a fedélszer­kezet biztosítják. Ezek egyben a födém teherhordó szerke­zeti elemei (lényegében födémgerendák).

A nagyfokú méretpontosság következtében a könnyű­szerkezetes építés alapvető feltétele a pontos, sík fogadó­szint biztosítása. A falak teherhordó vázszerkezetét külön mintapadon összeszerelve és egyben felállítva vagy közvetlenül a fogadó szerkezeten elemenként szerelve egyaránt készíthetik. A szerkezetépítést meghatározza a vázszerkezet típusa.

Kötések

A fa vázszerkezet elemei csavaros fakötésekkel vagy szeglemezekkel kapcsolódnak egymáshoz. A fém vázele­meket csavaros vagy szegecselt kötéssel kapcsolják össze. A vázszerkezetet a vasbeton fogadószerkezetbe horgonyzott tőcsavarokkal erősítik le. A teherhordó falak vázszerkezete­inek elhelyezése után építik be a födém síkjában a vízszin­tes rúdelemeket (tartókat), melyek a fal vázszerkezetének felső vízszintes elemeihez kapcsolódnak.

A teljes vázszerkezet elkészülte után alakítják ki a többré­tegű falszerkezeteket (11.19. ábra). A vázelemek közötti teret teljes egészében hőszigetelés tölti ki, a külső és belső oldalon a teljes szerkezetet összefüggő (gipszkarton, fa építőlemez stb.) borítással fedik be. A belső borítás glettelés után köz­vetlenül festhető, tapétázható.

11.19. ábra. Könnyűszerkezetes falszerkezetek

A szerelt falszerkezetekbe a különböző gépészeti vezetékek, csövek, kábelek könnyen el­helyezhetők. A külső homlokzatburkolás egyaránt lehet va­kolt vagy szerelt jellegű. A födém alsó és felső borítást kap. Ennek anyaga, kialakítása és a padozat felépítése az egyedi igényektől függ. A könnyűszerkezetes épületekben a födé­mek feletti padozatot jellemzően szárazaljzattal képezik. A belső válaszfalak szintén szerelt, vázas szerkezetek, kisebb keresztmetszeti méretekkel.

Ennél az építési módnál a térbeli vázszerkezetet előre­gyártott vasbeton vázelemek alkotják, melyeket az építés helyszínén szerelő jelleggel kapcsolnak össze. A vázszerke­zet elemei teljes egészében üzemben előre gyártva készül­nek. Hazánkban elsősorban középületek (üzletek, irodahá­zak) építéséhez alkalmazzák.

Az előre gyártott vasbeton vázas építési mód a hason­lóság ellenére sem építészeti, sem szerkezeti szempontból nem egyenértékű a monolittal. A rúdelemek helyszínen kialakított elemkapcsolatai (csomópontok) statikai szempontból csuklóknak minősülnek. Az előregyártás és a helyszíni szerelés következtében pedig az építés jóval egy­szerűbb és gyorsabb, mint a monolit vázas építésnél.

Az előre gyártott vasbeton vázszerkezetet alkotó főbb vázelemek:

• Alapozás: az előre gyártott vasbeton vázszerkezet ré­szét képezik a pillérek alatti pontalapok, amelyek rendszerint az adott rendszerhez tartozó, a pillérhez igazo­dó előre gyártott vasbeton kehelyalapok (11.14/a. ábra). Mélyebben fekvő teherhordó altalajoknál a kehelyalap alá nagy méretű, helyszíni beton tömbalapot készíte­nek, amely biztosítja a megfelelő teherátadási.
• Függőleges teherhordó szerkezeti elemek: előre gyártott vasbeton pillérek (oszlopok), melyek az épület jellegétől függően egy vagy több szint magasságúak is lehetnek. A pillérek fejrészén a gerendák alátámasz­tását, kapcsolódását biztosító konzol (váll) található. Közvetlenül a kehelyalaphoz gyakran kisméretű pillér­csonk csatlakozik (11.14/b. és/ ábra).
• Vízszintes teherhordó szerkezeti elemek: ide tartoz­nak az előre gyártott vasbeton gerendák (főtartók), ki­váltók, födémpallók és konzoltartók (11.14/c, e., g. ábra). A főtartók a pillérek vállrészére támaszkodnak. A külső (homlokzati) oldalon a homlokzati elemek függesztésére alkalmas, egyedi szélső gerendákat helyeznek el. A födémpallók előfeszített, vasbeton körüreges pallók, melyek a főtartókra támaszkodnak. A kész födémszer­kezetnek egységes tárcsaként kell működnie, ennek megfelelően a vízszintes vasbeton szerkezeti elemeket helyszínen készített koszorú fogja közre. A támaszok­nál a negatív nyomaték felvételére a pallók közé pótva­sakat helyeznek el. A koszorúk vasalását a pilléreken átvezetett betonacéllal képezik.
• Merevítő szerkezetek: előre gyártott vasbeton vázas épületeknél elsősorban függőleges síkbeli merevítésre van szükség. A vízszintes síkú merevítést a koszorú­val összefogott pallófödémek ugyanis általában ön­magukban biztosítják. A függőleges síkú merevítést a pillérekkel összekapcsolt monolit vasbeton falakkal képezik. Kialakításuknál figyelembe kell venni, hogy elsősorban csavaró igénybevételek hatnak rájuk, emiatt a merevítőfalak hossztengelyei nem metsződhetnek egy pontban. A minimálisan három merevítőfal közül csak kettő lehet párhuzamos. A merevítőfalak helyét úgy kell kiválasztani, hogy az alaptól a tetőfödémig meg­szakítás nélkül kialakíthatók legyenek.
• Homlokzati térelhatároló szerkezeti elemek: a külső térelhatárolásra általában előre gyártott homlokzati fal­panelokat (11.14/d. ábra), vázkitöltő falakat, függönyfa­lakat Ezek minden esetben a teherhordó pillérekre és gerendákra támaszkodnak (függeszked­nek). A belső térelválasztás vázkitöltő falakkal (geren­da és pillér közötti mezőkben) vagy egyéb könnyű (pl. szerelt) válaszfalakkal történhet.
• Kiegészítő szerkezeti elemek: ide tartoznak az előre gyártott vasbeton lépcsők, attikafal-elemek stb.

11.14. ábra. Előre gyártott vasbeton vázelemek
a) kehelyalap; b) pillér; c) főtartó; d) homlokzati falpanel; e) födémpalló; f) pillércsonk; g) konzoltartó

A forgalomba lévő előre gyártott vázelemek rendszerint különböző gyártók komplett építési rendszereinek részét ké­pezik. Az egyes gyártóknál a vázelemek méretei, geometri­ája kisebb-nagyobb mértékben különbözhetnek, illetve el­térő lehet az alkalmazott méretrendszer (modulrendszer) is.

Az épület tervezése során mindig az adott gyártó mo­dulrendszeréhez igazodva határozzák meg a méreteket. A munkát célszerű továbbá a kiegészítő gyártói utasítá­sokkal összehangoltan végezni. A előregyártásból adódó kötöttségek ellenére napjainkban (az igényekhez igazodva) gyakran a modulrendszertől eltérő, egyedi gyártású vázele­meket is készítenek.

Többcélú szerkezetek és csarnokszerkezetek

Az előre gyártott vázas rendszerek a megépítendő épület rendeltetésnek megfelelően lehetnek előre gyártott vasbe­ton vázas többcélú szerkezetek és csarnokszerkezetek. Előbbit elsősorban középületeknél (iskolák, áruházak, iro­daépületek) és többszintes lakóépületeknél, utóbbit ipari és raktárépületeknél alkalmazzák. A fenti vázas rendszereket eltérő modulrendszerhez igazodó, különböző kialakítású és méretű vázelemek alkotják (11.15. ábra).

11.15. ábra. Előre gyártott vasbeton szerkezetek
a) előre gyártott vasbeton vázas többcélú szerkezetek; b) előre gyártott vasbeton vázas szerkezet; c) konzoltartó elhelyezkedése; d) homlokzati panel elhelyezkedése

Az előre gyártott vasbeton szerkezetek általában nem igé­nyelnek vakolatot. Belső térben, glettelés után közvetlenül festhetők, tapétázhatok. A külső homlokzati falpanelok ál­talában gyári felületkezeléssel készülnek.

Az előre gyártott vasbeton vázas szerkezetek építését célszerű minden esetben a gyártói utasításoknak megfelelő­en végezni. Az építési helyszínre szállítást követően a váz­elemeket általában közvetlenül a beépítési helyükre emelik, vagy a gyártói előírásoknak megfelelően rövid ideig tárol­ják.

A pillérek beemelése után az elemeket támrudakkal, faékekkel ideiglenesen megtámasztják (rögzítik), közben el­végzik a finombeállítást. A pillérekre szerelt ferde támaszo­kat csak a merevítő falak elkészülte után lehet eltávolítani. Az elemek elhelyezési pontosságát folyamatosan ellenőrizni kell.

Az elemek összekapcsolása pontos szerelő jellegű mun­ka; ezt kizárólag szakemberek végzik az ide vonatkozó sze­relési tervek alapján. A szerelés során alakítják ki a végle­ges csomópontokat. Hegesztett, csavarozott és utólagosan kibetonozott, esetleg cementhabarccsal injektált kötések készülhetnek. Ügyelni kell arra, hogy a vázszerkezetek kapcsolatainál a megfelelő korrózióvédelem teljesüljön. A födémpallók elhelyezése után készítik el a koszorút. A koszorú vasbetéteit a pillérek fejrészén (gyártás során) előre kialakított furatokon vezetik keresztül. A koszorúk helyszíni kibetonozása szintén gondos munkát igényel.