Az alépítményi szigetelésekről általában
Alépítményi szigetelésnek nevezzük a talajjal érintkező épületszerkezetek, illetve az azok által határolt helyiségek szigetelését. A nedvesítő hatások között megkülönböztetünk talajpárát, talajnedvességet és talajvizet és ez az egyik csoportosítási alapja az alépítményi szigeteléseknek is (3/40 ábra).
A szigetelés rendeltetése mindhárom esetben az, hogy az épületszerkezeteket, illetve az azok által határolt belső tereket megvédje a nedvességhatásoktól. A legegyszerűbb a talajpára elleni szigetelés; amikor csak a szemcsés talajok hézagain áthatoló és az épületszerkezeteken lecsapódó nedvesség, pára ellen kell védekezni. A talajnedvesség elleni szigeteléssel szemben már nagyobbak a követelmények: ilyenkor a szigetelés akadályozza meg, hogy az épületszerkezetekbe (alaptest, pincefal, padlók stb.) a talajból kapilláris nedvesség szívódjon be. A legbonyolultabb a talajvíz elleni szigetelés, amikor a szerkezetekre ható víznyomást is fel kell venni általában a szigetelést megtámasztó szerkezetekkel.
A szigetelés megválasztása azonban nemcsak a nedvességokozó hatástól függ, hanem az épület, illetve a védett épületrész rendeltetésétől, az azzal szemben támasztott szárazsági követelményektől is (3/41 ábra).
A szigetelés a nedvességokozó támadási helyétől függően elkészíthető:
- támadott oldalon,
- a védett oldalon,
- és közbenső helyen.
A víz által támadott oldalon elhelyezett szigetelés nemcsak a belső teret, hanem az azt határoló épületszerkezeteket is védi. A szigetelés sohasem a legkülső szerkezeti réteg: a mozgásokra és mechanikai hatásokra érzékeny szigetelést védő-, illetve védő-tartó rétegekkel kell a talajtól elhatárolni és megtámasztani.
Közbenső (szerkezeten belüli), illetve belső oldali szigetelések készítésére általában csak utólagos szigetelések esetén, kényszerből kerül sor. Ez esetben a szigetelés csak a belső teret, illetve a szigetelésen belül elhelyezkedő szerkezeti rétegeket védi a nedvességhatásoktól.
Az alépítményi szigetelések csoportosíthatók a védendő szerkezettől, illetve a szigetelés létesítési helyzetétől függően is; eszerint vannak:
- vízszintes falszigetelések;
- függőleges falszigetelések;
- padlószigetelések.
Ha az alápincézett épület alépítményi határoló szerkezeteit a szigetelés megszakítás nélkül körbeveszi, mindhárom szigetelésfajtát együttesen alkalmazzuk. Ez az ún. teknőszigetelés.
A szigetelésekkel szemben négy – a szigetelés anyagától, beépítési módjától független – alapkövetelményt támasztunk. A szigetelőképességet a szárazsági igényekkel összefüggő, az előzőekben már említett vízzárósági vagy vízhatlansági tulajdonságok minősítik. A szigetelés tartóssága lehet részleges vagy teljes. Az alépítményi szigetelésektől az esetek többségében teljes tartósságot követelünk meg, hiszen szokásos beépítési helyük miatt utólagos cseréjük, biztonságos javításuk többnyire egyáltalán nem lehetséges.
A szilárdság követelménye a szigeteléseket érő erőhatásokkal, igénybevételekkel és a szigetelések anyagával kapcsolatos. Ha a szigetelés csak nyomó igénybevételeket vesz fel, akkor azt folyamatosan meg kell támasztani.
Az alakváltozási követelmények előírása azért szükséges, mivel a szigetelt szerkezetek a terhelések hatására alakjukat változtatják, deformálódnak. Az épület lényegesen eltérő tömegű, magasságú, terhelésű részei, egyes szakaszai különböző mértékben süllyednek, és a süllyedéskülönbségekből származó mozgások szabad lefolyását vagy károsodás nélküli felvételét az összes érintett szerkezetre, tehát a szigetelésre vonatkozóan is biztosítani kell. Előfordul, hogy erre maga a vízszigetelés is alkalmas, ha anyaga megfelelő húzószilárdsággal és nyúlóképességgel rendelkezik. Ha nem, akkor a szigetelés szerkezeti rendszerét kell úgy kialakítani (pl. mozgási hézagok képzésével), hogy az alakváltozásokat követni tudja.
Szigetelések készítése
A szigetelés készítésének feltételei:
- a szigetelés alatti aljzatbeton és az előre elkészített védőfal sima, száraz és tiszta legyen;
- teknős szigetelés töréspontjait (sarkait) javított habarccsal ki kell kenni („holker”);
- a tégla anyagú alap- vagy védőfalat cementhabarcs simítással kell ellátni.
Talajpára és talajnedvesség elleni szigetelések
A talajpára és talajnedvesség elleni szigetelések elhelyezésük, rétegfelépítésük és készítésük szerint igen közel vannak egymáshoz, ezért ezeket együtt tárgyaljuk. E fejezetrészben külön foglalkozunk az alápincézetlen és az alápincézett épületek szigetelésével.
Alápincézetlen épületek
Alápincézetlen épületeknél külön kell foglalkozni a falak vagyis a lábazatok, valamint a padozatok szigeteléseivel, a talajpára és a talajnedvesség elleni szigeteléseknél egyaránt. A lábazatok helytelen szigetelésére az elmúlt évtizedekben elég sok példa található. Ezek közül látható egy, az ötvenes és hatvanas évek házainál gyakori megoldás a 3/42 ábrán.
Helyes, a szabványoknak is megfelelő megoldások láthatók a 3/43 ábrán. A szigetelések helyét aszerint kell megválasztani, hogy az a kiviteli technológiának és a védett fal fagymentessége biztosításának egyaránt megfeleljen. A hibák elsősorban a helytelenül megválasztott szigetelési módtól, ezen túl a technológiai előírások ismeretének hiányából adódnak. Az ábrán látható szigetelési módok az épület felmenő falait, belső padozatait ugyan megfelelően védik, ez azonban nem mondható el a lábazati falról, amely pedig a feltöltés párolgási és az alap talajnedvességből származó kapilláris nedvesedésén túl ki van téve a felcsapódó csapadékvíznek is. Különösen veszélyesek a téli időszakok, valamint az épületek északi oldali lábazatai. A fallábazatnál esetleg megtakarított néhány m2 szigetelőlemez ára nem ér annyit, hogy már egy évtized múlva bosszankodjunk annak kispórolása miatti hibák láttán.
A lábazatok talajnedvesség elleni szigetelése mellett, külön gondot kell fordítani azok hőtechnikai méretezésére is, mert egy hőszigeteletlen lábazat egy jól megépített hőhidat jelent az épület padozata mentén. A hőszigetelő lemezt – főként kemény, táblás hőszigetelés (pl. porán, nikecell) – a lábazat talajnedvességtől védett oldalára kell beépíteni (3/44 ábra). Az ábrán jól láthatók a szigetelő lemezek lapolt átfedései.
További gondot jelent a lábazatoknál a vízszigetelés homlokzati lezárása, ugyanis a bitumenes lemezből készített szigetelés az első nyári forró napsütés hatására jégcsapszerűen, folyni kezd (3/45 ábra). Ezek ellen különböző vastagságú (0,3-0,6 mm) alumíniumból vagy horganylemezből hajlított profilok beépítésével lehet védekezni. Az 1-2 m-es hajlított profilokat a lábazatra helyezett (véglegesített) szigetelő lemezekre kívülről húzzuk rá úgy, hogy azok teljesen elzárják a bitumen kicsorgását és profiljaik egyúttal a vakolat él kiképzését is megadják. A megfelelő zárás érdekében a toldásokat 4-6 cm-es átfedéssel kell egymásra húzni, és a teljes toldási hosszba még beépítéskor rugalmas kittet kell helyezni az átfolyás megakadályozására. Kettőzött alumínium profil is beépíthető, de ez inkább vastagabb hőtechnikai burkolat megtartásánál indokolt.
Lábazatok kifagyás és talajpára elleni szigetelésénél igen gondosan kell megválasztani az építési technológiát és az anyagot, mivel annak több emberöltőn át jól kell szolgálnia (3/46 ábra). Az ábrán látható csomópont célszerű és egyszerű megoldást mutat be. Sajnos, a 3-4 évtizeddel ezelőtti megoldásokra ez egyáltalán nem jellemző, ennek ellenére az ezeket bemutató ábrák még napjaink tankönyveiben is megtalálhatók. Ezek közül mutatunk be kettőt a 3/47. és a 3/48. ábrákon. Az ábrák tulajdonképpen ugyanazt a problémát mutatják, más ábrázolási módban. Már az is hiba, hogy a lábazat alulról és hátulról egyáltalán nincs szigetelve, de még nagyobbak a problémák a lábazati fal és a padozat alatti szigetelek csomóponti csatlakoztatásánál; ahol:
- egy elméleti szakember ugyan megállapíthatja, hogy a lemezek átfedése és toldása tökéletes, hiszen maga a toldás kettőzött;
- egy gyakorlati szakember viszont látja a különféle problémákat, amelyek közül az első a technológiából adódik:
- az elkészült lábazatra ráhelyezzük a kétrétű, kétszeri kenéssel ellátott szigetelő lemezt, és folytatjuk a felmenő fal építését;
- a lábazatok elkészülte után azok közeinek feltöltését két ok miatt nem célszerű elvégezni: egyrészt a nem kellő szilárdságú lábazat, a mögötte lévő földtömeg tömörítése miatt rongálódhat, másrészt a későbbi gépészeti szerelések az épület szerkezetkész állapotának elérése után végezhetők. Mindezek miatt az alsó védőbeton egyelőre nem készíthető el;
- a lemezrétegek utólagos toldása kettőzött lapolással kivitelezhetetlen, ugyanis a két lemezréteg közötti ragasztást annyira pontosan elhatárolni nem lehet, hogy a lábazati lemez-sávok külön-külön felhajthatóak legyenek
A helyes átfedésekre, amelyek megfelelnek a terepszint feletti talajpára elleni védelemre, a 3/43; a 3/44 és a 3/46 ábrákon láthatók példák. A toldásokat legalább 10 cm-es átfedéses ragasztással és (melegítve) ráhajtott szegővel kell készíteni.
3/41 ábra A funkció és a nedvesség elleni védelem kapcsolata a) nedves, párás pince (zöldséges, gomba stb.); b) párás pince (borospince); száraz pince, talajnedvesség elleni szigeteléssel; d) utólag készült ellenfödém víznyomás elleni szigeteléshez; e) egyrétegű lemezalap víznyomásra; f) kétrétegű lemezalap víznyomásra; 1 mértékadó talajvízszint; 2 szigetelések; 3 laptégla; 4 aljzatbeton; 5 védőbeton; 6 szerelőbeton; 7 vasbeton lemezalap; 8 vasbeton tömblemez alap; 9 teherelosztó vasbeton lemez; 10 kavicsréteg (szivárgó); 11 szigetelésvédő fal
3/42 ábra Hibásan készített falszigetelés a) szigetelés vezetése; b) lábazatok kifagyása; 1 a csapadék útja; 2 kifagyott lábazati elem; 3 a benne összegyülemlett nedvesség miatt kifagyott lábazati fal
3/43 ábra Lábazati falak talajnedvesség elleni szigetelése a) egypontos fölső; b) fölső és függőleges; c) alsó és függőleges; d) kétpontos és függőleges; A: alap; B: lábazati fal; C:felmenő fal; D:vasbeton koszorú; 1-2-3 szigetelés készítésének sorrendje
3/44 ábra Lábazatok fokozott hővédelme a) beton és lábazat mögötti hőszigetelés; b) beton és betonozáskor elhelyezett hőszigetelés; c) tégla és a lábazat falazása előtt beépített hőszigetelés; d) tégla és a lábazat falazása után elhelyezett hőszigetelés; e) tégla és a lábazatfalazás közben beépített szigetelőlemez csíkok; f) vegyes fal és betonba ágyazott hőszigetelő lemezek
Alápincézett épületek
Alápincézett épületek lábazatainak és pincefalainak szigetelése többféleképpen elkészíthető, amelyek kiviteli technológiájukban eltérnek egymástól.
A legelterjedtebb az a megoldás, amikor a sávalapra elkészítik a szigetelésvédő falat, majd az alsó és a függőleges falszigetelést (3/49 ábra). A szerkezeti falak megépítése után készülnek el a lábazati kiegészítő, majd a padozat alatti szigetelések, a megfelelő védőrétegekkel ellátva.
A függőleges falszigetelések az épület falainak külső, ún. támadási oldalára kerülnek fel ragasztással, ill. felül szegezett (papucsos) rögzítéssel (3/50; 3/51 ábra).
Előfordul, hogy a falak függőleges szigetelését a pince támasztó födémének elkészülte után ragasztják fel végleges helyére (3/52; 3/53 ábra). A szigeteléseket pala, vagy műanyag hullámlemezzel védik. A hullám mögött az esetleges talajvíz és a bejutó csapadékvíz lecsorog az alsó pontba, ahol biztonsági okokból egy ún. dréncsöves víztelenítés is készül, amely az építéstől kezdve a használaton át bizonyos biztonsági szerepet tölt be.
A 90-es évek újdonsága a DELTA felületszivárgó hazai megjelenése. A kettős domborulatú, nagy tömörségű, polipropilén anyagú, 12 mm-es hullám méretű DELTA-DRAIN lemezek kiválóan alkalmazhatók pincefal szigetelések mechanikai védelmére és a felületi szivárgó kiépítésére. Ugyanilyen jól használható az aljzatbetonok alatti ingadozó szintű talajvizekből adódó nyomás felvételére: az aljzatbeton alatt elhelyezett réteg felveszi a talajvíz hidrosztatikai nyomását és a vizet a gyűjtő dréncsövekhez vezeti (3/54 ábra).
Pinceablakok és szellőzők kialakíthatók ún. angolaknával téglából falazva, valamint előre gyártott kis- vagy nagyelemekből készítve (3/55 és 3/56 ábra).
Bitumenes lemezszigetelések
A talajnedvesség és talajpára elleni szigetelésekhez általában „hagyományos”, ragasztott bitumenes lemezszigetelések készülnek.
A szigeteléshez a hazai kereskedelem többféle lemezt is kínál, általában azonban az olcsóbb és jobban alakítható csupaszlemezeket használják, annak ellenére, hogy a szigetelés bitumentartalma (azaz szigetelőértéke) kisebb. A rétegszámot a nedvességokozó fajtájától függően kell megállapítani. Talajnedvesség elleni szigeteléshez általában kétrétegű szigetelést kell készíteni.
A lemezsávokat a leghosszabb szivárgás ellenállási út kialakítása érdekében egy irányban (függőleges felületen függőleges irányban) és rétegenkénti hézagcserével kell fektetni. A lemezeket 10 cm széles átlapolásokkal és ragasztással kell toldani, lejtéssel készített padlószigeteléseknél a lemeztoldások átlapolásait a vízfolyás irányába kell takarni.
Mivel a teherhordó falak vízszintes szigetelése és a csatlakozó padlószigetelés – technológiai és állagvédelmi okokból – nem egy időben készül, vízhatlan toldásukról a falak mentén kell gondoskodni. A 3/57 ábrán bemutatott toldási módoknál az ollós és lépcsős-ollós toldásoknál esetleg beszivárgó víz útja hosszabb, technológiai szempontból viszont a lépcsős toldás kivitelezése egyszerűbb; itt ugyanis a korábban készült falszigetelés rétegei összeragaszthatok.
A lemezek leragasztása a szigetelési munka legfontosabb művelete, amelynek minősége meghatározza a szigetelés vízhatlanságát és élettartamát. A ragasztási művelet az előkészített, leszabott és visszatekert lemez beállításával kezdődik. A beállítás a megelőző, illetve a szomszédos – már leragasztott – lemezekre való szabályos, legalább 100 cm széles rátakarás miatt fontos.
A lemezek leragasztását legalább két fő végzi, egyikük a forró bitument keni fel az aljzatra, folyamatosan, a fektetés irányában haladva, a másik pedig a lemezfektetést, azaz a tekercsből legördülő szigetelőlemez leragasztását és lesimítását végzi. Gondoskodni kell arról, hogy a szigetelőlemez a teljes felületen leragadjon, mert különben hólyagok, ráncok, hullámok és légzsákok keletkeznek rajta. A gondos kenés önmagában nem elegendő, hanem fontos a ragasztóanyag megfelelő hőmérséklete (180-200 °C) és hígfolyós konzisztenciája is. A dermedésnek induló, megsűrűsödő bitumen már nem hordható fel egyenletes rétegvastagságban, és kevésbé jól tapad a szigetelőlemezhez.
Ragasztáskor a forró bitumen felhordásához kenőkefét, a nehezebben hozzáférhető helyeken (pl. a negatív sarkokban) pamacsot használnak. A szigetelőlemezek elsimítását, az alájuk kerülő levegő kihajtását (kipréselését) fa lemezsimítóval, illetve – a toldásoknál – simítókalapáccsal végzik (3/58 ábra).
3/46 ábra Talajnedvesség elleni szigeteléssel védett, hőhíd mentes faragott terméskő lábazat
I alap; 2 koszorú; 3 koszorúvasalás; 4 alsó vízszigetelés; 5 függőleges vízszigetelés; 6 felső vízszigetelés; 7 ragasztott toldásos átfedés; 8 hőszigetelés; 9 szigeteléstartó él téglafal; 10 kibetonozás;
II idomított kőfal; 12 alumínium profilléc; 13 habarcshézag; 14 HB falazóblokk; 15 kavicsfeltöltés;
16 védőbeton; 17 talaj; 18 kavicságyazat; 19 betonjárda
3/47 ábra Hibásan készített talajpára elleni szigetelés 1 falszigetelés; 2 betonlábazat; 3 főfal; 4 műkő burkolat; 5 osztályozott kavics-feltöltés; 6 védőbeton; 7 kétrétegű bitumenes szigetelés; 8 homokréteg; 9 szigetelés lapolt toldása
3/48 ábra Talajpára, ill. talajnedvesség elleni szigetelés, lábazati falon, ill. padozat alatt 1 aljzatbeton; 2 homok védőréteg; 3 kétrétegű szigetelés; 4 védőbeton; 5 kavicsfeltöltés; 6 feltöltés; 7 alap; 8 betonlábazat; 9 lábazati burkolat; 10 kétrétegű falszigetelés; 11 felhajtott toldás; 12 főfal; 13 homlokzatvakolat; 14 belső vakolat; 15 járda; 16 kavicságyazat; 17 belső burkolat
3/49 ábra Pincefal szigetelése talajnedvesség ellen 1 falszigetelés; 2 ragasztott toldások; 3 holker (sarokkikenés); 4 függőleges falszigetelés; 5 szigetelésvédő fal; 6 padozat alatti talajnedvesség elleni szigetelés; 7 védőbeton; 8 lábazati szigetelés; 9 papucsos szegezés; 10 faldörzsölés; 11 takaró téglasor; 12 lábazat
3/50 ábra Talajnedvesség elleni pincefal szigetelés a) előre készült szigeteléstartó fallal; b) utólag készült takarófallal; 1 pincefal; 2 födém; 3 koszorú; 4 talajnedvesség elleni szigetelés; 5 védőfal; 6 rögzített lábazati szigetelés; 7 műkő lábazat; 8 téglaburkolat; 9 hőszigetelés; 10 főfal; 11 fokozott nővédelmi) téglafal
3/51 ábra Lábazati csomópontok talajnedvesség elleni szigetelésének lezárása elcsapódó csapadékvíz ellen a) előre készült védőfallal, toldással; b) utólagos, összefüggő szigeteléssel, takarófallal; 1 teknős szigetelés; 2 toldó gallér; 3 utólag felhordott szigetelés; 4 szegezett rögzítés; 5 bitumenes ragasztás; 6 védőfal; 7 védő téglasor; 8 tömör téglafal; 9 betonfal; 10 műkő lábazat; 11 rabic- vagy mosott kavics lábazat; 12 vízorr; 13 koszorú; 14 előfalazás; 15 főfal; 16 kavicsos faltő; 17 homokos kavics; 18 betonjárda; 19 bitumenkiöntés
3/52 ábra Vasbeton lemezalapra készülő pincézett épület szigetelése 1 szűrőkavics réteg; 2 gyűjtő dréncső; 3 szerelőbeton; 4 vasbeton lemezalap; 5 függőleges falszigetelés; 6 PVC hullámlemez védőréteg; 7 szűrőkavics feltöltés; 8 biztonsági szigetelés; 9 leterhelő betonburkolat; 10 padozat alatti szigetelés; 11 lábazat; 12 nagykavics terítés; 13 szegősor
3/53 ábra Vízzáró beton szigetelésű beton sávalap és vasbeton pincefal 1 gyűjtő dréncső; 2 szűrőkavics paplan; 3 kisméretű téglasor; 4 holker (sarokkikenés); 5 ragasztóhabarcs; 6 függőleges szigetelés; 7 azbesztcement hullámlemez; 8 padlóburkolat; 9 vízzáró betonfal; 10 takaró téglasor; 11 kavicságy; 12 vasbeton fenéklemez; 13 szerelőbeton; 14 lábazat; 15 nagykavics terítés 16 szegőelem
3/54 ábra Pincefal szigetelésének védelme DELTA-DRAIN műanyag felületszivárgóval 1 alap; 2 pincefal; 3 alsó szigetelő réteg; 4 függőleges falszigetelés; 5 DELTA kettős domborulatú felületszivárgó lemez (felül) szegezett rögzítéssel; 6 szigetelési toldat; 7 dréncső; 8 kisméretű téglasor; 9 szűrőréteg; 10 kavicsoshomok-feltöltés; 11 falszegő; 12 nagykavics terítés; 13 járda; 14 homokréteg; 15 vasbeton lemez; 16 termett talaj; 17 ragasztás
3/55 ábra Pinceszellőző akna csapadékvíz elvezetéssel 1 aknafal; 2 védőfal; 3 bitumenes szigetelőréteg; 4 fedkő; 5 burkolat lejtéssel; 6 szifonrács; 7 ólomlemez gallér; 8 lábazat; 9 könyöklő; 10 főfal; 11 födém
3/56 ábra Szint alatti pinceszellőző ablak a) kiselemes; b) nagyelemes fél aknával; 1 kiselemes (U) aknafal; 2 taposórács; 3 akna; 4 nagyelemes aknafal; 5 alap; 6 kavics szűrőréteg; 7 DEL-TA-DRAIN felületszivárgó; 8 függőleges falszigetelés; 9 pincefal; 10 előre gyártott ablakkeret; 11 hőszigetelés; 12 áthidaló; 13 vasbeton koszorú
3/57 ábra Különböző rétegszámú szigetelések toldási átfedései a) talajnedvesség elleni szigetelésnél; b) – c) talajvíznyomás elleni szigetelésnél
Bitumenes bevonat szigetelések
A bitumenes szigetelőmázak és – habarcsok függőleges falszigetelések és padlószigetelések készítéséhez használhatók. A vízszintes falszigetelésekhez minden esetben a biztonságosabb lemezszigeteléseket kell alkalmazni. Ily módon a bevonat szigetelések „önállóan” csak ritkán jelennek meg, de csatlakoztatásuk a bitumenes lemezszigetelésekhez semmi nehézséget nem jelent.
A bevonat szigetelések hajlatkialakításánál gumiőrlemény adalékos, habarcsszerű kiegyenlítő masszákat használnak, és a szigetelő réteget üvegszövet betétekkel is megerősítik. Ezt az erősítési módszert használják a szigetelések áttöréseinél is.
Talajvíznyomás elleni szigetelések
A talajvíznyomás elleni szigetelések jelentősen eltérnek a talajnedvesség elleni szigetelésektől. Itt nemcsak a nedvességhatások elleni védekezés a feladat, hanem a talajvízbe kerülő épületrészek, szerkezetek olyan kialakítása, amely ellensúlyozza a víz felhajtóerejét és hidrosztatikai nyomását.
A víz nyomása az épület, illetve a talajvízbe kerülő épületszerkezetek tömegével és kialakításával ellensúlyozható. A függőleges külső falakra ható hidrosztatikai nyomás általában nem okoz problémát, mert a kellően leterhelt pincefal (a szigetelés „ellenfala”) már pusztán tömegével (terhelésével) is képes a talajvíz által kifejtett oldalnyomást felvenni. Ezek a falak csekély húzószilárdságú anyagokból is megépíthetők, pl. téglafalazat, betonfal is megfelelő lehet.
3/58 ábra Pincetömb tetőszigetelésének munkafázisai a)..b) függőleges szigetelés; c)…d) simított felragasztás; e) padozati szigetelés; f) toldások
3/59 ábra Pincetömb talajvíznyomás elleni szigetelése PVC lemezzel, egy összefüggő tömbben elkészítve 1 fogadó beton; 2 portalanított (száraz) ragasztófelület; 3 szigetelés; 4 kitöltő habarcsréteg (holker); 5 szigetelést védő- és tartófal; 6 védőbeton; 7 védőfal (vasszereléshez); 8 vasbeton lemezalap; 9 pincefal; 10 hajlaterősítő lemez
3/60 ábra Két ütemben készített talajvíznyomás elleni pincetömb szigetelés a) pincepadló csomópont; b) lábazati csomóponti részlet; 11 ütem: teknős szigetelés; 2II ütem: függőleges falszigetelés; 3 forrasztott toldás; 4 ragasztott felület; 5 hajlaterősítés; 6 alábetonozás; 7 védőfal-alapozás; 8 alávakolás; 9 védőfal; 10 védőbeton; 11 vasbeton lemezalap; 12 főfal; 13 szigetelésvédő fal; 14 beszorító habarcsréteg; 15 szegezett szigetelés-rögzítés; 16 rétegelt kő lábazat
Más a helyzet a padlószigeteléseknél. A víz felhajtóereje – amennyiben ellensúlyozásáról nem gondoskodnánk – a padlót megemelné, a szigetelést felszakítaná, és betörne a pinceszintre. A felhajtóerő ellensúlyozása kétféle módon lehetséges. Az egyszerűbb megoldás egy olyan vastagságú leterhelő betonréteg készítése, amely tömege révén jelent „ellensúlyt” a felhajtóerővel szemben.
A másik – sokkal gyakrabban alkalmazott – megoldás az, ha a padlószigetelést megfelelően méretezett vasbeton ellenfödémmel terheljük le. Ez lényegében nem más, mint egy – geometriai értelemben – „fordított” vasbeton födém, illetve az előzőekben ismertetett lemezalapozás. A födém terhelése ez esetben a talajvíz nyomásából, a reakcióerők pedig az épület terheléséből adódnak. A födémet megtámasztó szerkezetek a pinceszint teherhordó falai és pillérei (3/59 és 3/60 ábra).
Az ellenfödémet úgy kell méretezni, hogy a víznyomás sehol és soha ne haladja meg a talpfeszültség mértékét, sőt, a korhadó betétes bitumenes lemezszigeteléseknél még bizonyos „tartalékot” (beszorító erő =10 kN/m2) is hozzá kell számítani.
Már az eddigiekből is belátható, hogy a víznyomás elleni szigetelések és ellenszerkezetek készítése meglehetősen igényes, gondos tervezői és kivitelezői feladatokat jelent. Ehhez még hozzá kell tenni, hogy a kivitelezés gyakorta a talajvízszint igen költséges távoltartását is igényli, és az esetleges hibák javítása alig lehetséges.
Mindebből az következik, hogy a talajvíznyomás elleni szigetelés tervezését lehetőleg igyekszünk elkerülni. Ha azonban a pinceszint készítése elkerülhetetlen, és annak egy része talajvíz alá kerül, tartós és biztonságos szigetelést kell készíteni. A jelenlegi hazai gyakorlatban ehhez bitumenes és műanyag lemezszigetelések készülnek.
A talajvíznyomás elleni bitumenes lemezszigetelést négy réteg bitumenes csupaszlemezből kell készíteni, ennek oka, hogy a szigetelés biztonsága nem is annyira a lemezek bitumentartalmától, inkább a szigetelés rétegszámától függ; a hordozórétegek számának növelése ugyanis csökkenti annak veszélyét, hogy a szigetelés valahol helyi (pl. toldási) hiba következtében veszítse el vízhatlanságát. A bitumentartalom egyébként – az összesen öt réteg ragasztó, illetve bevonó máz következtében – így is jelentős, kb. 8-9 kg/m2.
Mivel a talajvíznyomás elleni szigetelésnél rendkívül fontos, hogy a szigetelőlemezek pontosan, teljes felületükön leragasztva kövessék az aljzatot, a jól alakítható és „forrasztható” csupaszlemezek a többi lemezterméknél jobban használhatók. Hátrányuk, hogy nyerspapír hordozórétegük korhadó anyagú; ezért a szigetelést be kell szorítani, a csatlakozó szerkezeti rétegek közé. Ha ez a beszorítás elmarad, a légzárványokba kerülő víz korhadást okozhat, a szigetelés meggyűrődhet és megtörhet. A szigetelést viszont csak annyira lehet megterhelni, hogy abban ne legyen akkora nyomófeszültség, amely a ragasztó bitumen megfolyását okozná, vagyis a szigetelést közel egyenletesen kell terhelni.
A szigetelést minden esetben teknőszerűen kell készíteni, ahol a szigetelőlemezek, illetve a fal- és padlószigetelés szabályos, vízhatlan és biztonságos toldása, csatlakoztatása alapvető követelmény (3/61 ábra).
A lemezek fektetése a teknőfenéken az egyik (lehetőleg a rövidebbik) oldallal párhuzamos, de minden második réteg keresztirányú és egymáshoz képest hézagcserés vezetése is megfelelő, míg a falfelületeken minden réteg függőleges. A lemezcsatlakozásokat 15 cm szélességű lépcsős-ollós toldással vasalva alakítják ki, a hajlatokban külön lemezsávval erősítve meg a szigetelést (3/62 ábra).
A bitumenes lemezszigetelésnél először a szigetelést tartó szerkezeteket készítik el a szükséges felületkiegyenlítéssel, valamint a hajlat- és élképzésekkel (3/63 ábra). Ezután következik a fal- és padlószigetelés készítése, a hajlatok és élek külön erősítésével. Az elkészült szigetelést – az ellenfödém kerületén, illetve az alatt – szerelőbeton réteggel és védőfallal védik meg a vasbeton födémszerkezet kivitelezésekor adódó hatásoktól. A mértékadó talajvízszint felett már nem szükséges nagyrétegű szigetelés. A szigetelést a rétegszám csökkentésével lehet a járda- vagy a lábazatszintig felhozni.
3/61 ábra Talajvíznyomás elleni szigetelés toldása a) függőleges toldás; b) saroktoldás; c) padozatnál, párhuzamos átfedéssel; d) padozatnál, keresztirányú átfedéssel
3/62 ábra Teknősszigetelés készítése
3/63 ábra Talajvíznyomás elleni bitumenes lemezszigetelés átfedési toldásai 1 fenékbeton; 2 szigeteléstartó (-védő) fal; 3 négy-rétegű; 3/a háromrétegű víznyomás elleni szigetelés; 4 ragasztott toldás; 5 sarokerősítés; 6 lábazati szigetelés; 7 vízmentesítő gallér
A lágy műanyag lemezek jelentős húzószilárdsága és nyújthatósága lehetővé teszi, hogy ezekkel leragasztás nélküli (azaz folyamatos) megtámasztást nem igénylő talajvíznyomás elleni szigeteléseket készítsünk. Leragasztásuk esetenként káros is lehet, mivel ilyenkor nem használható ki nyúló („repedést áthidaló”) képességük. A legalkalmasabb hazai anyag, a PVC-lemez, 5 cm-es átfedéssel, hegesztéssel csatlakoztatható egymáshoz.
Az elkészült hegesztéseket vizsgálótűvel, illetve vákuumos eljárással ellenőrzik, majd a látható éleket folyékony PVC-oldattal tömítik. A PVC-lemezeket csak a függőleges szigetelésnél kell rögzíteni. A lemezek vagy a korábban összehegesztett lemezekből készített „lepedők” felső szélét alumínium vagy alátétszalagokkal rögzítik az aljzathoz, majd a lemezek túlnyúló széleit visszahajtják, és a lemezszalagok alatt lehegesztik.
A szigetelést külön „félkemény” PVC-lemez védi, amellyel az elkészült szigetelést teljes felületén takarják. Mivel ez a lemez a vízszigetelésben nem vesz részt, csatlakozásait elegendő „rögzítő” (helyenkénti) hideghegesztéssel kialakítani.
Az alapozással szemben támasztott legfontosabb követelmény, hogy az épület terheit úgy közvetítsék a talaj felé, sem az alaptest, sem az épület ne károsodjon.
Az alapozási munka menete a következő:
- a vetületi és a magassági méretek le-vetítése a zsinórállványról, függőzéssel és méréssel;
- a kiegyenlítő földmunka elvégzése, árkok kitisztítása, esetleg talajcsere;
- az anyagok beszállításának előkészítése;
- a munkaterület előkészítése stb.
Az alapozások két fő csoportja a sík- és a mélyalapozások. A mélyalapozással könyvünkben nem foglalkozunk, e módszert kisebb házaknál igen ritkán alkalmazzák.
A síkalapozás alapfeltétele, hogy teherbíró talaj a terepszinthez közel legyen. A síkalapozások lehetnek:
- sávalapok;
- pont- (tömb-, talpalapok;
- gerenda- (szalag)alapok;
- lemezalapok;
- rövid, fúrt cölöpalapok.
- Az alapozási síkok megállapításához a következőket kell figyelembe venni:
- az épület elhelyezést, azaz a beépítést más alapozás célszerű szabadon álló, és más zártsorú épületek esetében;
- a teherbíró talaj rétegeződését;
- a talajvízviszonyokat: az alapozás lehetőleg a talajvízszint fölé kerüljön;
- a tervezett alapok anyagát;
- a talaj és talajvíz ún. agresszivitását, azaz azt, hogy a szulfáttartalom veszélyezteti-e az alapozás anyagát;
- a fagyhatárt.
A fagyhatár hazánkban a hasonló meteorológiai viszonyok folytán közel állandó. A különféle talajokhoz tartozó minimális mélységek a következők:
- 80 cm: nem fagyveszélyes talaj esetén (homok, homokos kavics, kavics);
- 50 cm: nem fagyveszélyes talaj esetén, ha a talajvíz az alapozási síkot legfeljebb 2 m-re közelíti meg (ez csak dombos vidéken és magasabb fekvés esetén lehetséges);
- 80 cm: mint az előző, de fagyveszélyes talaj esetén;
- 100 cm: fagyveszélyes talaj esetén.
Ha az alaptest alsó síkja a fagyhatár fölé kerül, a talajban lévő víz megfagyása miatti térfogat növekedés következtében az alaptest súlyos károsodást szenvedhet (lásd: 2/12 ábra).
Az alapozás mélységét a talaj rétegződése, anyaga, belső szerkezete és elrendeződése határozza meg. Az alapoknak olyan mélységig kell lenyúlniuk, ahol a földrétegek már nem lazák, azaz a talaj kellő teherbírású. A teherbíró talajréteg helyenként már néhány ásónyomnyi mélységben fellelhető, másutt viszont csak mélyebben. Attól függően, hogy a teherhordó talaj milyen mélységben van, kell választani a sík vagy mélyalapozás között.
Síkalapozások
Sávalapozás
A sávalap készítéséhez nem kellenek különösebb szakmai fogások, a hazai kivitelezéseknél ez a legismertebb és legelterjedtebb. Ez, és a viszonylag olcsó anyagok beépíthetősége az oka annak, hogy a családiház-építők, még ha vállalkozásba kiadják is házuk építését, magát az alapozást még házilagosan készítik el, esetlegesen szakember – mint építésirányító – tanácsait kikérve.
Sávalapnak nevezzük az olyan alaptestet, amelynek hossza legalább 3,5-szerese talpszélességének (3/20 ábra). Egy-két szintes épületekhez ritkán készülnek külön-külön alapozási tervek, az alapozást az engedélyezési terv alaprajza és metszete szerint készítik. Az építtető azonban az engedélyezési terv készíttetésénél kérheti a tervezőtől alapozási terv készítését is, hiszen az általános alaprajza alig tartalmaz az alapozás módjára vonatkozó információkat vagy tervezői utasításokat. Igen fontos, hogy a stabilitás érdekében az alaptestek terhelése központos legyen (3/21 ábra).
A sávalapokra jellemző, hogy talpuk sokkal szélesebb a fölöttük lévő falak szélességénél. Vannak bizonyos kötöttségek, pl.:
- oldalhatáron álló épületnél a telekhatárra kerülő épület alapja nem nyúlhat a fal síkjától kijjebb, a szomszéd felé;
- ikres és zártsorú építésnél mindig alkalmazkodni kell a már meglévő építési engedéllyel már rendelkező szomszédos épületek alapozásához, illetve szintbeli elhelyezkedéséhez. Az alaptest természetesen itt sem nyúlhat át idegen területre.
Mélyebb meglévő alapsík esetén az új épület alapját a már meglévő mélységéig kell levinni (3/22 ábra).
3/20 ábra Egyszerű sávalap 1 sávalap; 2 talpkoszorú; 3 szigetelés; 4 lábazat
3/21 ábra Sáv-, talp- és szalagalapok keresztmetszetének kialakítása erőtani szempontok alapján a) szélesített sávalap; b) egy oldalt szélesített sávalap; c) egyenletes teherátadású talpalap
3/22 ábra Új épület mélyített csatlakozó alapozása A: terep; B: tervezett alapsík; C: mélyített alapsík; 1 épület; 2 új épület; 3 dilatáció; 4 meglévő alap; 5 új alap; 6 dilatációs lemez; 7 alaplépcsőzés; 8 padozatszint
Mélyebb alapsíkra tervezett új épület esetében a meglévő épület alapozását szakaszos, ún. aláfalazással hozzá kell mélyíteni, az új épület alapozásához (3/23-3/24 ábra).
3/23 ábra Meglévő szomszédos épület alap megerősítése szakaszos alábetonozással, illetve ékeléssel
a) tervezett állapot (régi és új); b) szomszédos épület végfala (m) páratlan szakaszban való kitűzéses felosztása (egy szakasz 1,0 m-nél több nem lehet); c) szakaszos földmunka (I); d) alábetonozás vagy – falazás, ékeléssel; e) földvisszatöltés az I földkiemelések munkagödreibe, a teljes alapozási sík kiemelt földanyagából; f) II ütem: mélyített földkiemelés; g) II ütem alábetonozása vagy falazása ékeléssel; h) új épület teljes földkiemelése, majd alapozás; 1. l-es munkagödör; 2 alapárok mélyítése; 3 ll-es munkagödör; 4 szakaszos alap alátalpalás; 5 új épület alapozása; 6 régi épület; 7 új épület (részletek a 3/24 ábránál)
3/24 ábra Szakaszos épület aláfalazás munkafázisainak részletei a). ..f) technológiai sorrend: 1 régi épület; 2 szakaszos alábetonozás; 3 ékelő falazás vagy betonozás; 4 tervezett új sávalap; 5 új épület fala; 6 alapozási üreg; 7 alapozási munkagödör; 8 tömörített földvisszatöltés; 9 szádpallózás
3/25 ábra Szomszédos épület dúcolása szakaszos aláfalazáshoz 1 főfal; 2 alap; 3 aláfalazás; 4 új alap; 5 beépített profilacél konzolok; 6 hosszheveder; 7 támasztórúd; 8 rácsozat; 9 papucs; 10 támaszcövek
A szakaszos épületalapozásnál gondosan kell ügyelni a következőkre;
- az alábetonozás vagy – falazás egyes szakaszainak készítésekor be kell várni a szükséges kötésidőket a következő szakasz előtt;
- az alapmélyítés időtartamára a meglévő épületet dúcolni kell, az egyes szintek födéméinek megtámasztásával (3/25 ábra);
- ha a tervezett (épülő) épület alapozási síkja azonos a szomszédos épület alapozási síkjával, akkor a dúcolás elmaradhat, de az új alapot (1-es és 2-es ütemben), szakaszosan kell betonozni. Ezekre a szakaszosan készített alaptömbökre, a teher egyenletes elosztása érdekében, erősített talpkoszorút kell készíteni, amely biztosítja a teljes együttdolgozást (3/26 ábra).
A sávalapok anyaga lehet beton és úsztatott beton, ritkábban kő és fagyálló tégla.
A beton sávalap alapárok falai közé vagy zsaluzat közé kerül, kézi vagy gépi tömörítéssel. A betonnal való takarékosság érdekében az alaptestbe kövek és jobb minőségű darabtéglák hordhatók, ez az ún. úsztatott beton. A kövek ne legyenek nagyobbak az alap szélességének 2/3-ánál. A képlékeny betonba a köveket úgy kell elhelyezni, hogy azok egymással ne érintkezzenek, tehát úsztatni kell azokat. A kőanyag %-os aránya átmérőjének függvényében a következő:
- 5-15 cm: 25-40%
- 15-25 cm: 40-50%
- 25-40 cm: 50-55%
A beton sávalapok betonjának szükséges anyagminőségét több tényező is befolyásolja:
- A talajvíz agresszív jellege. Agresszív talajvizek estén S-54-es szulfátálló cementet kell használni.
- Fagyveszélyes talaj esetén a beton minősége min. C 6 (B100) legyen.
- Az úsztatott kövek közepes szilárdságúak, a darabtéglák legalább T 100-as minőségűek legyenek.
Falazott tégla- és kőalapok falazó habarcsának minősége legalább Hf5, az alaptest hajlásszöge (a) legalább 60°. A szélesebb sávalapot a felmenő falhoz visszalépcsőztetjük. A felhasznált tégla II. vagy III. osztályú legyen, tömör fugákkal falazva. A terméskő alapokat vízszintes és függőleges habarcsfugákkal kell készíteni. Ha a kövek egyenlőtlenek, a habarcs helyett célszerűbb finom szemszerkezetű kavicsbetont használni, mert ez utóbbi gazdaságosabb, gyorsabb és statikailag is biztonságosabb.
Olyan pincefalak esetén, amelyek talajnedvesség vagy víznyomás ellen nincsenek szigetelve, a sávalap együtt betonozható a pincefallal.
A pontalapozás
A pillérvázas épületek pillérei alatt általában pontszerű alaptestek készülnek. A pontalapok keresztmetszete lehet négyzet, sokszög vagy kör alakú. Ha a talajviszonyok lehetővé teszik, ott a pontalap zsaluzata a földfal. Anyagukat és kivitelüket tekintve a pontalapok általában azonosak a sávalapokkal.
A vasbeton pontalapok anyagtakarékossági okok miatt talplemezük felett csonka gúla alakúak, de lehetnek rövid konzolgerendákkal bordázott talplemezek is.
A helyszínen készített pontalapok készítésének menete a következő:
- a tengelyek kitűzése (metsződő pontok);
- az alapgödör kiemelése (dúcolással);
- a szerelőbeton elterítése;
- a vasszerelés beépítése;
- a zsaluzások behelyezése;
- betonozás;
- kizsaluzás;
- földvisszatöltés.
Olyan helyen, ahol a mértékadó talajvízszint magasabb, a pontszerű talp vagy tömbbeton alapok gazdaságosabbak bármilyen más alapnál. A nyugalmi talajvízszint alatti, viszonylag kis mennyiségű földtömeg géppel gyorsan kiemelhető, majd a tömbalap – kisebb vízszivattyúzással – azonnal visszabetonozható. Egy vasbeton talpalap is igen gyorsan aznapi betonozással elkészülhet, a következő sorrendben:
- a betonacél-szerelést előre, beemelhető állapotra el kell készíteni;
- beemelhető zsaluzat előre elkészítése;
- a beton óramű pontosságú előkészítése;
- a nyugalmi talajvízszint alatti gépi földmunka elvégzése;
- vízszivattyúzás – alapfenék rendezése – kézi földmunkával 10-30 cm kavicsszivárgó és kaviccsal takart zsomp készítése;
- a kész vasalás beemelése;
- a szerelőbeton beterítése;
- a kész zsaluzás behelyezése (méretes szintellenőrzéssel);
- betonozás.
Gépi földkiemeléssel és bedolgozással, egy m3 földtömeg harminc perc alatti teljesítménnyel, napi több alaptest is elkészíthető. Az oldható kötésekkel készített zsaluzat másnap áthelyezhető a következő helyre. Ha a pilléralapokat felül gerendák fogják össze, biztosítható azok építés utáni egyenletes süllyedése, ill. mozgása.
A gerendaalapozás
Gerenda- vagy szalagalapok akkor készülnek, ha a pilléralapok nagy alaprajzi méreteik miatt túlságosan közel kerülnének egymáshoz. A talajfeszültségek egymásra hatása következtében az alapok teherbírása csökken és a várható süllyedések valószínűsége pedig nagyobb, mint a sáv- vagy a lemezalapok esetében, ez a megoldás azonban jobb a pontalapozásnál.
Gerendaalapozás készíthető vázas és falazott rendszerű épületekhez egyaránt, a talaj, a helyi adottságok és a technológiai felkészültség figyelembevételével. Igen célszerű zárt sorú épületeknél, mert a szomszédos épületek mellett nincs akkora védelemre szükség, mint egyéb alaptípusnál. Ebben az esetben a gerenda alaptest mindig végével érintkezik a meglévő építménnyel, a vég- (tűz-)falak terheit a gerendarács viseli, ill. adja át a szalagalapra. Keresztmetszeti kialakításuk többféle lehet.
A lemezalapozás
Lemezalapozásnál az épület teljes alapterületén, esetleg csak egy kisebb összefüggő részén vasbeton lemezszerkezet készül (3/36 ábra).
Lemezalapozás készítése akkor indokolt, ha
- a talaj teherbírása (az épületterhekhez képest) igen csekély:
- a legalsó épületszint részben a talajvízszint alá kerül, és a víznyomás felvételéről is gondoskodni kell;
- a talajvíz (vagy talajnedvesség) agresszív hatású, és az alapozás védelme másként nem biztosítható.
- az épület pillérosztása túl sűrű.
A lemezalapozás előnye, hogy nem érzékeny a süllyedésre és egyéb külső (pl. dinamikus) hatásokra, az épület alépítménye egyszerű és biztonságos, a földkiemelés jól gépesíthető. Hátránya viszont, hogy a lemezalapozásnál vízszintes alapozási síkot kell kialakítani; a lejtős terep követése vagy a szomszédos épületekhez való csatlakozás alaplépcsőzéssel nem lehetséges.
A lemezalap tulajdonképpen egy fordított helyzetű vasbeton lemezfödém, ahol a terhelést az alapozási síkon keletkező talajfeszültségek, illetve a talajvíznyomás jelenti, a lefelé mutató támaszerők pedig a teherhordó falak, ill. pillérek terheléséből adódnak. Ennek megfelelően lemezalapként a monolit vasbeton födémek bármelyik változata elkészíthető, a szerkezettípus megválasztása a fesztávolságoktól, az épület teherhordó szerkezeti rendszerétől (főfalas, vázas vagy vegyes), a terhelés (víznyomás) nagyságától és a talajfajtától (szemcsés, kötött vagy nagyon puha, folyadékszerűen viselkedő) is függ.
A rövid, fúrt cölöpalapozás
Kis alapozási mélységük és erőjátékuk miatt a rövid, fúrt cölöpök a síkalapok közé sorolhatók. Az ilyen alapozás akkor indokolt, ha az épület falterhei csekélyek, a cölöpökre átadódó teher függőleges, és a terep-, illetve talajadottságok (fúrhatóság, teherbíró talaj a terepszinthez közel) is megfelelőek.
A cölöpök anyaga helyszínen készített beton (esetleg vasbeton), amelyet gépkocsira szerelt fúróberendezéssel kimélyített, 30-40 cm átmérőjű, 100-300 cm mélységű furatokba tömörítenék. A cölöptávolságot számítással kell meghatározni, ez azonban nem lehet kisebb, mint a cölöpátmérő 1,5-szerese. A cölöpöket – legalább átmérőjükkel azonos mélységben – a teherbíró talajrétegbe kell süllyeszteni.
A cölöpfejeket a talpgerendák fogják össze, amelyek az alapok együttdolgozásán túl biztosítják az épület stabilitását. A talpgerendák alatt a fagyhatár mélységéig mindenképpen talajcsere szükséges (osztályozott kavics), max. 50%-os tömörítéssel. Teljes tömörítés az épület várható minimális ülepedése miatt nem végezhető, mert végül a számításon kívül hagyott talaj viselné az épület egyes terheit, ami komoly veszélyt jelenthetne az épületre.
Mélyalapozások
Mélyalapozás családi házakhoz igen ritkán készül, inkább többlakásos társasházaknál fordul elő. Főbb fajtái a cölöpalapozás, a kútalapozás és a résfalas alapozás.
A cölöpalapozás készülhet vert vagy fúrt cölöpökkel. 5-6 m alatti teherhordó talajok esetén fenyőfa vagy vasbeton anyagú vert cölöpökből készíthető cölöpalapozás. Gyantadús fenyőfa csak állandó talajvíz esetén, vasbeton viszont bárhol és bármikor használható cölöpalapozáshoz.
Az ún. fúrt cölöpözés technológiája azonos a rövid fürt cölöpözés technológiájával. A vert cölöp előnye a talajtömörítésből adódó palástnyomás, a fúrt cölöpé pedig az egyszerűbb kivitelezhetőség.
A kútalapozás a süllyesztéses mélyalapozások egyik fajtája. A kútalap olyan alaptest, ahol egy – általában beton vagy vasbeton szerkezetű – köpenyfalat, (belsejéből a talajt folyamatosan kiemelve), süllyesztenek le a teherbíró talajrétegig. A süllyedést általában a kút saját tömege idézi elő, amit segít a köpenyfal aljának vágóél szerű kiképzése és a köpenysúrlódás mesterséges csökkentése. A kút belsejét süllyesztés után sovány betonnal, esetleg kaviccsal töltik ki, majd teherelosztó alaptömbbel zárják le.
A résfalas alapozás munkagödör körülzárására és talajvíz távoltartására is alkalmas. Különösen gazdaságos akkor, ha az alapozásnak térelhatároló és szigetelési feladata is van. A résfal a talajba mélyített, szakaszokból összeépített folyamatos tábla vagy különálló pillér, illetve ezek különböző elrendezésű és keresztmetszetű rendszere. A résfalak vastagsága másik két méretéhez képest csekély, a kialakítandó munkaárok résszerű.
A résfalas alapozás a magasépítésben a következő területeken használható:
- süllyedésre érzékeny, ill. nagy terhelésű épületek és építmények alapozása;
- foghíjbeépítések alapozása;
- dobozos teherhordó szerkezettel kialakított (pl. panelos) épületek alapozása;
- támfalak építése.
Válaszfalak alapozása
Az épületek belső térelválasztó válaszfalai alá ritkán készül a főfalak alattihoz hasonló alapozás. Válaszfal alá a legegyszerűbb sávalap is költséges lenne, a kis falteherhez elegendő egyszerűbb kiváltás készítése (3/38 ábra). Elterjedt megoldás a válaszfalak gerendás gyámolítása, annál is inkább, mert ha a válaszfal az aljzatbetonra terhel, akkor az egyenlőtlen tömörségű feltöltés miatt a válaszfalak szinte kivétel nélkül idő előtt megrepedeznek.
Maguk a talpgerendák az alap- vagy a lábazati falra, esetleg közbenső fúrt vagy ásott, kisebb pontalapra terhelhetők.
A legegyszerűbb, a helyszínen készített változat, sűrűbb és különböző irányú válaszfalak alatt is egy záró síkkal megépíthetők, valamint az alatta húzódó közművezetékek lejtései is jobban megadhatók.
3/38 ábra Válaszfalak alapozása a) vastagított aljzat; b) vasalt aljzatbeton; c) monolit talpgerenda; d) előre gyártott típus vasbeton áthidaló vagy födémgerenda; 1 válaszfal; 2 burkolatok; 3 védőfólia vagy szigetelőlemez; 4 vastagított aljzat; 5 aljzatbeton; 6 vasalás; 7 monolit vasbeton gerenda; 8 előre gyártott vasbeton kiváltó; 9 padozat alatti vízszigetelés; 10 kifalazás; 11 tömörített feltöltés; 12 kibetonozás
A lakóházépítés organizációs előkészületei közé tartozik az építés helyének előkészítése, a végleges tereprendezés és az épület kitűzése.
A kitűzés
Az építkezés kezdetén általában felvetődik a kérdés, hogy épületet mikor kell vagy érdemes kitűzni: az anyagok helyszínre szállítása – vagyis az organizációs felvonulás előtt – vagy közvetlenül az alapozás megkezdése előtt?
A válasz az, hogy mindkettő lehetséges. Ha előre tűzzük ki az épületet a telken, könnyű dolgunk van, mert nincsenek útban építőanyag depóniák, viszont a szállító járművek akaratlanul is kidönthetik a zsinórállványunkat. A gyakorlatban inkább az építőanyagok betárolása után kerül sorra a kitűzés, mivel az alapárkok a kitűzést követően azonnal elkészíthetők. Gondot okozhatnak viszont a pontos épületkitűzésnél a nagy tömegben betárolt anyagok. A legtökéletesebb megoldás a következő:
- az építési anyagok beszállítása előtt ki kell tűzni az építési vonalat és az épület jellemző sarokpontjait;
- a sarokpontokat vékony (8-10 mm átmérőjű) betonacél pálcákkal kell megjelölni;
- a jelzőpálcákat a talajba legalább 10-20 cm-re be kell verni;
- ha az anyagszállító járművek mozgástere az épület helye, akkor a kerekek a jelzőpálcákat lefelé nyomhatják (éppen ezért nem jó a szegletes kitűző karó, mert azokat a járművek oldalirányba elnyomják);
- az anyagok betárolása után a feltételezett sarokpontok fölött a talajt lapáttal letisztítjuk, a fémpálcákat feljebb húzzuk, és a kitűzés befejezhető.
Mielőtt további részletezésbe bocsátkoznánk, néhány szót ejtsünk a kitűzésekkel kapcsolatban.
Kitűzés lépései
Az építés helye lehet rendezett vagy rendezetlen terület. Rendezett a részben beépített vagy beépítésre alkalmassá tett, utakkal, esetleg közműhálózattal is ellátott terület. Ilyen helyen a kitűzéshez szükséges fixpontok általában már adottak. Rendezetlen területen esetleg nagyobb távolságok szintezése is kell ahhoz, hogy az előírt magassági pontok rögzíthetők legyenek. A kitűzést rendszerint az útban levő növényzet kiirtása és a terep durva egyengetése (durva tereprendezés) előzi meg.
Az épületek helyét a főbb sarokpontok és a magassági fixpont kitűzésével kell rögzíteni, tehát a két fő irányban, vízszintesen és függőlegesen. A vízszintes kitűzést az alaprajzok, a függőleges kitűzést pedig a metszetek alapján végezzük. Az előbbihez általában elegendő az egyszerű mérőszalag és mérőléc, a magassági pontokat pedig kisebb távolságba vízimértékkel – libellával -, nagyobb távolságon csöves vízimértékkel tűzik ki (3/1 ábra). A magassági méretek legpontosabban szintezőműszerrel határozhatók meg (3/2 ábra). Változó lejtésű és meredek terep lépcsőzetes méréséhez használható a deciméter/centiméter beosztású, 3 vagy 4 m-es szintező léc, amelynek tartozéka a szintező libella, a támasztó léc, a támasztó állvány, esetleg a függőón.
Szögszerkesztésre a leggyakrabban használt eszköz a fa vagy acél derékszög és háromszög. Használunk függősúlyos fa háromszöget is (3/3 ábra).
3/1 ábra Magassági pontok szintezése a) libellával; b) csöves szintezővel; 1 kitűző karó; 2 mérő- vagy szintezőléc; 3 szinteződeszka; 4 libella; 5 szintezőkaró; 6 csöves vízmérték; L: szintkülönbség (L1-h)
3/2 ábra Magassági pontok szintezése szintező-műszerrel
a) egy műszerállással; b) két műszerállással; 1 szintezőműszer; 2 szintezőléc; 3 kitűző karó; 4 szint alatti építményrészek; 5 szint feletti építményrészek (L = szintkülönbség) a)L = (h) = L2-L1 b)L = h1+h2
3/3 ábra Deszkából ácsolt kitűző derékszög 1 szár; 2 átkötő deszka; 3 szegezés után levágandó rész
3/4 ábra Épület kitűzése építési vonalra kerülő falsík esetén 1 utcai építési vonal; 2 telekhatár; 3 épület; 4 kiinduló pontok; 5 derékszög keresési pont; 6 mérőszalag
Meghatározott szög (pl. 90°, 45°, 30°) kitűzésére használható a szögdioptra, a szögtükör és a szögprizma. Közülük a dioptra a legismertebb, amellyel egyenesek és szögek tűzhetők ki. A dioptra nem olyan, mint az optikai szögkitűző műszerek. Kevéssé pontos, és csak kb. 50 m távolságig felel meg, de nagyobb szintkülönbségű terepen használata egyszerűbb.
A szögprizma szögtükörhöz hasonló elven működik; a fénysugár irányának eltérítése az üvegprizma felületén a tükrözés és fénytörés révén megy végbe. A gyakorlatban használt szögprizmák háromszög, négyszög vagy ötszög alakú üveghasábok.
Az egyszerű szögkitűző műszerek használata nehézkes, mert az egyenesbe állítás csak beintéssel vagy egy harmadik kitűző rúd segítségével végezhető el. A kettős szögprizmák sokkal alkalmasabbak az egyszerű szögkitűzéshez a talppontkereséshez és az egyenesbe állításhoz.
Pontok és egyenesek kitűzése
A pontok kitűzésével határozzuk meg a terepen az épület helyét és magasságát. Egy-egy pontot két egymást metsző egyenes határozza meg. A kitűzés kiindulási pontja az ún. magassági fixpont, amellyel meghatározható az épület magassági elhelyezése. A magassági pontot szilárd úttal és járdaburkolattal ellátott terep esetében a járdától, az útszegélytől stb. szokás megadni. A pontosabb kitűzéshez jól használhatók az érintett terület legközelebbi földmérési magassági pontjai (fali csap), ahol azok magassága (abszolút magassága) a tengerszint feletti m-ben adottak. E magassági meghatározás tökéletes pl. egy teljes utcavonal kitűzésénél, de sajnos ritkán alkalmazzák, vagy ha alkalmazzák is – pl. új telepszerű építkezéseknél -, a kitűzést a telkek átadásakor végezteti el a terület átadója vagy a szakhatóság. A talajfelszínen lévő kitűzési és magassági pontok azonban gyakran az első anyagszállító jármű beállásával eltűnnek vagy elmozdulnak.
A leginkább használható módszer egy relatív magassági pont felvétele (Rm), ami nem más, mint a szilárd burkolaton vagy a villanyvezeték oszlopán megadott pont, amihez igazodnak a többi mérések. Ha a telek előtt fellelhető egy, a telek tengelyében lévő szilárd alappont, akkor azt kell kinevezni a mértékadó +0,00 pontnak, és a homlokzati magasság terv szerinti tartásánál ehhez kell alkalmazkodni. így elkerülhetők az esetleges félreértések a szakhatóságokkal.
A kiindulási alappontot egy épület kitűzésénél másként kell vizsgálni meglévő szomszédos épületek esetében, és másként a teljesen új, telepszerű beépítéseknél.
– Beépített utcasor foghíj-telkének beépítése esetén, az egységes utcakép és a telkek csapadékvizének elvezetése érdekében, a legfontosabb a két oldalt található épület végleges járdatövének átszintezett és átlagolt magasságának megadása a két épület építési vonalának metszésében. Ehhez a számított (átlagolt) értékhez – régebbi építésű szomszédos épületek esetében – adjunk hozzá 2-3 cm-t, az új épület várható ülepedési mozgása miatt.
– Új, telepszerű beépítésnél különös figyelmet igényel az első épületek kitűzése, mert ezeknek a pontossága döntően befolyásolja a többit. Az első épület magasságát mindenképpen fix tengerszinti magassághoz és feltétlenül szakemberrel (például földhivatalból) tűzessük ki.
Az abszolút, illetve relatív fixpont és a ±0,00 szintek megfelelő érték közötti magasságkülönbözet általában csöves vízmértékkel, kisebb távolságok esetén egyszerű vízmértékkel, nagyobb távolságok esetén pedig műszerrel vihető át az épületre vagy a zsinórállásra.
Ha a távolság csöves vízmérték műanyag tömlőjének hosszánál nagyobb, akkor – a magasságtól függően – többszöri átállással végezzük el a mérést úgy, hogy a megadott fixpontra és a vízmértékkel még elérhető távolságban, függőlegesen felállítunk egy-egy segédlécet. A fixpontra állított lécre felmérünk egy tetszés szerinti magasságot, majd ezt a csöves vízmértékkel átvisszük a segédlécre. Ha még ettől sem tudjuk közvetlenül elérni a leendő épületet, addig folytatjuk ezt a „lépegetést”, amíg a kívánt helyig nem jutunk. Itt felmérve a kitűzési tervben megadott magasságkülönbséget, megkapjuk a ±0,00 szintnek megfelelő magassági pontot.
Egyetlen pont vetülete önmagában természetesen nem határoz meg egy irányt, ezért az egyenesek meghatározásához két pont szükséges. Az építmények körvonalait meghatározó egyenesek pontjait a helyszínrajzon feltüntetett tárgyak (épület, út stb.) adott pontjaitól kiindulva mérjük fel (3/4 ábra).
3/4 ábra Épület kitűzése építési vonalra kerülő falsík esetén 1 utcai építési vonal; 2 telekhatár; 3 épület; 4 kiinduló pontok; 5 derékszög keresési pont; 6 mérőszalag.
3/5 ábra Zsinórállvány alapozás kitűzéséhez A: alap; B: lábazati fal; 1 faoszlop; 2 vízszintes deszka; 3 jelölő szegek; 4 alapkitűző zsinórok; 5 lábazati falkitűző zsinór
Az ábra szerinti egyszerű kitűzést két személy, egy mérőszalaggal végezheti el. A kitűzés lényege, hogy az építési vonal (10,00 m) szakaszán indítva arra merőlegest (+10,00) mérve leszúrjuk az 5 jelű kitűző rudat. A mérőszalag induló (0,00) pontja és a 34,142 m egy pontba kerülésénél a 20,00 m helyén utólag leszúrt pont derékszögben van az építési vonalhoz képest.
Pontok kitűzésénél általában szükség van a telekhatárok pontos ismeretére és a határvonalak metsződéseire. Egy épület kitűzésénél ezek természetesen a megelőző, vagyis a tisztázandó kérdések közé tartoznak. A telek pontos határainak ismerete nélkül épületet kitűzni tilos, amit nem is annyira a szabályok írnak elő, hanem a tapasztalatok indokolják.
A szakhatóság által megadott építési vonal és telekhatár ismeretében fogadhatók el a kiindulási alappontok vetületi és magassági koordinátaértékei, illetve irányai.
Ha meghatároztuk a két kiindulási pontot az építési vonalhoz képest, többnyire azzal párhuzamosan, akkor következhet a merőleges, ill. falszakaszok kitűzése. Ehhez jól használható a kőművesek derékszögű favonalzója (vinkli), de ellenőrizhető a merőlegesség az átlók kiszámításával és folyamatos terepi ellenőrzésével. Szokás a merőlegesség ellenőrzéséhez a már kihúzott, egymásra merőleges zsinegekre 3,0, ill. 4,0 m-t mérni és az e pontokat összekötő szakasz méretét felhasználva, amelynek merőleges zsinórállás esetén pontosan 5,00 m-nek kell lennie.
Szerkezetek kitűzése
A sarokpontok, illetve a körvonalak kijelölése után az épület kitűzését – a finom földmunkák megkezdése előtt – a zsinórállvány felállításával folytatjuk. A zsinórállvány azért szükséges, mert sík terepen ugyan kitűzhetők egyenesek és velük azonos szintű közbenső pontok, a terep azonban általában hullámos. Ezért zsinórállványon a terepszint felett vízszintesen kifeszített huzalokkal jelöljük ki a falak külső és belső síkját stb. meghatározó egyeneseket, és függőzéssel vetítjük le a terepre a sarkokat meghatározó pontokat.
A zsinórállványhoz az épület sarkainál 3-3 db, a közbenső falkereszteződéseknél 2-2 db faoszlopot ásunk le. Az oszlopok alá helyezzünk téglákat, hogy a süllyedésüket megakadályozzuk. Az oszlopokra ezután a már leírt módszerrel rászintezzük a kiindulási vagy az attól mért (Rm) relatív magassági értéket. Célszerű a terv szerinti +1,00 m kijelölése. Az oszlopokon megjelölt, egy vízszintes síkba eső pallódeszkákat felszegezve kapjuk meg a végleges zsinórállványt. A pallók vízszintességét vízmértékkel ellenőrizni kell. Lényeges az is, hogy a rendezetlen munkahelyi terepszint felett a zsinórállvány deszkái ún. látómagasságban legyenek, a magassági értekéje szintbe állíthatósága miatt (benéző kereszttel).
A zsinórállvány oszlopait – az anyagtárolás és a közlekedés érdekében – az épülettől kb. 1,50.. .2,00 m távolságban állítsuk fel (3/5 ábra). Rézsűs pincetömb esetén ezt a távolságot a rézsű élétől kell számítani.
3/6 ábra Épület sarokpontjainak kijelölése zsinórállványon 1 kitűzött épület; 2 zsinór; 3 fel függőzés; 4 koordináta szeg; 5 zsinórállvány pallója; 6 földbe ásott oszlop
3/7 ábra Sávalap kitűzése 1 alaptest; 2 zsinór; 3 zsinórállvány
3/8 ábra Lábazati fal kitűzése sávalapra 1 zsinórállvány; 2 zsinór; 3 lábazati fal
Ha az épület sarokpontjai nagyobb távolságban vannak egymástól, a zsinór belógása miatt közbenső zsinórállványt is fel kell állítani. Lejtős terepen a zsinórállványt lépcsősen építjük meg.
Pillérvázas épület kitűzésekor minden pillérsorhoz külön zsinórállványt készítünk, és ezen jelöljük be a pillérek vagy oszlopok tengelyét. A részméretek felhordásakor a pillérek tengelyeiből kell kiindulni, és a méretek ellenőrzésekor ezeket kell irányadónak tekinteni.
Hagyományos és pince nélküli épületeknél a kitűzés tulajdonképpen igen egyszerű. A technológiai sorrend a következő:
- az épület sarokpontjainak meghatározása;
- a zsinórállvány megépítése;
- a zsinórállványra kifeszített zsinórokkal a végleges épület kontúrjának kitűzése (3/6 ábra);
- az alapárkok kitűzése, majd a földmunka és az esetleg szükséges alapfalzsaluzatok elkészítése (3/7 ábra);
- alapozás, majd az elkészült alapra a lábazati fal újbóli kitűzése (3/8 ábra).
A lábazati fal vagy alapra helyezett talpkoszorú elkészülte és a méretek visszaellenőrzése után a zsinórállvány befejezte a szerepét – el lehet bontani. Egy nem zavaró helyen azonban egy oszlopát meghagyhatjuk a magassági értékek visszaellenőrzése érdekében.
A sávalapok, ill. az azok zsaluzatát adó alapárok széleit a zsinórok lefüggőzésével, ún. földmunkazsaluzat felállításával kell pontosítani (3/9 ábra). A zsinórállványról belógó zsinórok között ugyanis szerszámmal dolgozni szinte lehetetlen, emiatt a vonalas méreteket a talajszintre kell vetíteni. A földmunka zsaluzatos méretjelölés helyett földfeletti zsinórozás is lehetséges, ez azonban pontatlanabb és körülményesebb is.
Az alapfalakat a pincetömb kiemelése után, úgy tűzzük ki, hogy a földszinti felmenő falak sarokpontjait és falsíkjait a zsinórállványról a pincefenékre függőzzük, majd ezekből kiindulva mérjük fel és tűzzük ki az alapfalak helyét. Az alapfalak függőleges síkjainak vonalában pallókat fektetünk le, amiket földbe vert cövekekhez szegezett léchevederekkel rögzítünk. A rögzített pallók között kell azután kiásni az alapárkot vagy az esetleges lemezalap helyét.
A családi ház építők körében igen elterjedt az ún. egyszerűsített kitűzés. Ennek lényege, hogy a kitűzött épület sarokpontjait nem zsinórállványra, hanem zsinóros kivetítéssel, kitűző karókra vetítik (3/10 ábra). A méret és kontúrvonalak rögzítése után a technológia már azonos a zsinórállványos módszerrel, azzal az eltéréssel, hogy a magassági pontokat minden törésponton, munkafázisonként, szintezéssel kell megadni. Ez utóbbi gépi földmunkavégzésnél sokkal kedvezőbb, ugyanis a géppel való ráállást nem zavarják az állványok, és a földbe verve vagy a gép alatt „közölt” karókat nem veszélyezteti a gép.
A pincefalakat az elkészült alapokon tűzzük ki, a földszinti felmenő fal méreteinek zsinórállványról való lefüggőzésével. A pincefalak kezdősorait a földszinti felmenő fal alapfalakon rögzített méreteinek figyelembe vételével rakjuk le (3/11 ábra).
A felmenő falak méreteit a pincefalra kell lefüggőzni a zsinórállványról, majd lerakjuk az iránytéglákat és a kezdősort. Ezt igen gondosan kell végezni, mert a legkisebb tévedésnek is nagy eltérések lehetnek a következményei. A lépcsőházi falak, az előre gyártott elemekkel összeépülő falak stb. kitűzését érdemes többször is ellenőrizni, pl. a különböző sarokponttól kiindulva.
A kitűzés tulajdonképpen az egész építést végigkísérő munkafolyamat. Főbb szakaszai az eddig elmondottakon – az épület körvonalainak meghatározása, az alapok és a pincefalak kitűzése zsinórállvánnyal, a felmenőfalak – túl a szintek (padlószint, szintvonal stb.), a nyílások, a kiváltók, a koszorúk és a padlóburkolatok kitűzése.
3/9 ábra Alapárok földkiemelése a) támasztott zsaluzattal; b) horgonyzott zsaluzattal 1 alapárok; 2 vezető (irány) deszka; 3 tám cölöp; 4 horgonycölöp; 5 horgony
3/10 ábra Alap- és lábazati fal kitűzése cölöpökkel A: alap; B: lábazati fal; 1 alapozási vetítési sík; 2 lábazati vetítési sík; 3 földmunka zsinórozása; 4 lábazati vetítés
3/11 ábra Pincefal- és alap-kitűző zsinórállvány 1 földmunka pallós zsaluzata; 2 zsinór; 3 függőzés; 4 zsinórállvány; 5 alap; 6 pincefal
A földmunka
Az építkezések munkaterületeinek előkészítése a földmunkával kezdődik. Hazánkban rendelet írja elő a termőföld védelmét. Az épületek és a hozzájuk tartozó műtárgyaik helyén a humuszt min. 20 cm vastagságban le kell szedni, és növénytermesztési területre kell hordani feltöltésként vagy szét kell teríteni. Sajnos azonban családi házak építésénél ezt ritkán tartják be, pedig a tereprendezés egyúttal már maga a földmunka, amely folytatódik az alap- és a munkaárkok kiemelésével. Tekintsük át a különféle talajokat, megmunkálásukat, és terhelhetőségüket is figyelembe véve.
Talajok
A talajok megmunkálhatóságuk és fizikai tulajdonságaik szerint, valamint kémiai tulajdonságaik alapján (szervetlen és szerves talajok) csoportosíthatók.
- A szervetlen talajok különféle ásványi anyagokból tevődnek össze, szerves eredetű részt nem vagy csak minimális mennyiségben tartalmaznak. E talajok lehetnek szemcsések vagy kötöttek. A szemcsés talajok alkotórészei száraz állapotban nem tapadnak egymáshoz (kavics, homok). A kötött talajok szemcséi – kiszáradva is – egymáshoz tapadnak (agyag, iszap).
- A szerves talajok nagy mennyiségben tartalmaznak növényi vagy állati eredetű részeket, és ezek bomlása következtében állandóan változtatják térfogatukat.
- A talajok a terhelések, a víz vagy a fagy hatására fajtánként, azaz a szemcsék nagyságától és a talaj víztartalmától függően különbözőképpen viselkednek. A szemcsenagyság az ásványi összetételtől függő, egyik legfontosabb jellemző.
- A durvaszemcsés talaj speciális eljárással tömöríthető. A szemcsés talaj fagyveszélyes helyen is (kis nedvességtároló képessége miatt) kedvező (pl. feltöltésekben, teraszok és járdák, ill. utak alatt).
- A homoktalaj, közepes szemszerkezete miatt, átnedvesedés hatására veszít az állékonyságából.
- A gömbölyű szemcséjű talajok kevésbé állékonyak, mint az éles szemcséjűek, mivel az éles szemcsék jobban egymásba tudnak kapaszkodni.
Jól jellemezhetők a talajok szemcsenagyságuk, szemcseoszlásuk, szemszerkezetük alapján (3/1 táblázat).
Emeletráépítésnél – itt tetőtér beépítésnél – külön vizsgálatot igényel a talaj, illetve az alapozás.
3.1. táblázat Különféle talajok jellemzői
3/12 ábra Alaptestek teherátadása a) talajtömeg teherviselése; b) a talaj teherátadási szöge
Talajok terhelhetősége
Terhelés hatására a talajban feszültség keletkezik, a talaj összenyomódik. Ha az alakváltozás hirtelen következik be, vagyis a talaj megsüllyed, ill. a terhelt felület környezetében feltüremlik, akkor bekövetkezik az ún. talajtörés.
A határerő az a terhelő erő, amelynek következtében a talaj teherbírása, és ezzel együtt az épület használhatósága – szélsőséges esetben – a talaj oldalkitérése vagy a talaj nagy mértékű alakváltozása miatt megszűnik. A határerő következtében 1,0 m2-en fellépő feszültség a határfeszültség. A talaj alakváltozása a talaj összetételétől, tömörségétől és nedvességtartalmától függ.
Az épületek alapozása akkor biztonságos, ha a számításba vehető legnagyobb terhelés (az ún. mértékadó igénybevétel) hatására sem indulnak meg a talajban olyan folyamatok, amelyek az épületben káros alakváltozásokat, feszültségeket, vagyis repedéseket, elferdüléseket okoznak. Az alapozások megkezdése előtt – hacsak nem áll rendelkezésünkre talajmechanikai szakvélemény – néhány fontos tényezőt kell tisztázni a talajok tulajdonságainak megállapítására.
- A kavicsos talaj felismerése nem okoz gondot, még átlagos szemnagyságát is könnyű megbecsülni. Többnyire homokkal vegyesen fordul elő, a gödörkavics gyakran finomabb szemcséket, agyagot is tartalmaz. Agyag és az iszap jelenlétére utal, ha a száraz kavics a kézen nyomot hagy.
- A homok szemcséi szabad szemmel is felismerhetők, és nagyító alatt vizsgálva látszik, hogy a szemcsék alakja is különféle. Egyenetlen felületű, éles szemcsék esetén folyami eredetű, gömbölyded, közel egyforma nagyságú szemcsék esetén – feltehetően – futóhomokkal van dolgunk. A kötött vagy meszes homok kiszáradva összeáll és megkeményedik. A homok tisztasága, illetve szennyezettsége egyszerűen megállapítható. Az iszapos homok száraz állapotban a kézen nyomot hagy, nedvesen összeáll.
- A homokliszt – nevéből is következik – lisztszerű, közel egyforma szemcsékből áll. Szárazon a kézről lefújható, nedvesen alig vagy egyáltalán nem sodorható. Ha a száraz állapotban összeállt, kis homoklisztcsomót ujjal összenyomjuk, az lisztszerűen, peregve szétesik.
- Az iszap – mivel kötöttebb talaj – száraz állapotban szilárdan összeáll, ujjunkkal csak nehezen tudjuk szétmorzsolni. Nedves állapotban sodorható, száraz állapotban a kézen nyomot hagy, de a kézre tapadt iszap könnyen lemosható.
- Az agyag nedvesen könnyen és huzamosabb időn át nyújtható, sodorható. Szárazon megvágva fényes felületet ad, amely annál fényesebb, minél finomabb szemcséjű (kövérebb) az agyag. A kézre nehezen tapadó agyag nehezen is mosható le.
- A szerves talajok folyamatos kémiai átalakuláson mennek át, a bennük lévő szerves anyagok megrohadnak, ennek következtében jellegzetes szagot adnak. A szerves talajok alapozáshoz nem felelnek meg.
A talajcsere
Az alapozási síkban lévő talajréteg nem minden esetben megfelelő: nem kellő teherbírású, nem kellően tömör stb. Ilyen esetekben nagyon széles alaptesteket kellene készíteni ahhoz, hogy az épület terhe biztonságosan eloszoljon a talajon. Gazdaságosabb megoldás a talaj minőségének valamilyen módon való megváltoztatása vagy javítása. A talajjavítás legegyszerűbb módja a talajcsere, amikor a gyenge minőségű vagy szerves anyagokat tartalmazó, nem teherbíró réteget megfelelő mélységben kiemelik, és a helyébe jó minőségű anyagot, pl. homokos kavicsot vagy kavicsot helyeznek.
Hasonló eredmény érhető el tömörítéssel is, amikor cölöpök leverésével a talajt kisebb térfogatúra nyomjuk össze, azaz tömörítjük. A teherbíró képességet növeli a talaj túlzott elnedvesedésének megakadályozása: a víztelenítés, valamint az épület talajba kerülő részeire káros vizek levezetése. A felszíni vizeket általában árkokkal, a felszín alattiakat pedig szivárgókkal vagy alagcsövezéssel vezetik el.
A talaj ellenálló képességének növelésére ma már léteznek korszerű módszerek, pl. a talajszilárdítás és a talajstabilizálás. A talaj szilárdítás legismertebb változata a vegyi talajszilárdítás, amikor a talajba juttatott vegyi folyadék megkötése, illetve a vegyszer és a talaj közötti reakció következménye a szilárdulás.
Földmunkák
Megmunkálhatóságuk szerint a talajok többfélék lehetnek, tehát más-más talajosztályba sorolhatók.
Az I. osztályú talajok a könnyen ásható talajok, amelyek lapáttal és ásóval könnyen fejthetők. Ilyenek a laza homok, a laza agyagos homok és a termőföld.
A II. osztályú talajok közé tartoznak a nehezen ásható talajok, amelyek ásóval, lapáttal és csekély csákányozással fejthetők. Ilyenek a nedves homok, a homokos kavics, a könnyű, lösz-szerű homokos agyag, a meszes vagy egyéb, sókkal kötött nedves homok, a 15 mm-nél kisebb szemcseátmérőjű, apró közepes kavics és a tömör, fűgyökérzettel átszőtt termőföld.
A III. osztályú talajok a nehezen ásható talajok, amelyek lapáttal, állandó csákányozással, a csákány lapos végével fejthetők, valamint a csákány hegyes végével fejthető kavicsos, köves talajok.
A IV. osztályú talajok nagyon nehezen fejthető talajok, amelyek lapáttal, a csákány hegyes végével, esetleg bontórúddal fejthetők. Ilyenek a tömör agyag kavicszárványokkal, a kövér agyag és a homokos agyag kőzúzalékkal, kaviccsal, épülettörmelékkel vagy legfeljebb 25 kg tömegű kövekkel keverve. Ide sorolható a csákány lapos végével fejthető kemény, szikes agyag és az agyaggal kötött konglomerátum.
A földmunka megkezdése előtt pontosan ki kell számítani a helyszínen nem felhasználható földanyag mennyiségét. Ezt a mennyiséget közvetlenül a kitermelés után el kell szállítani. Azt a földmennyiséget azonban, amelyre építés közben szükség lesz (pl. földvisszatöltés az alapárkokba, az alapfalak mellé vagy egyéb, nagyobb területű földfeltöltések), a helyszínen kell tárolni.
Nagyobb tömegű földet gépekkel érdemes kiemelni; pl. a pincetömböket és a nagyobb munkagödröket. A nagy tömegű földkiemelést általában a kiemelendő teljes felületen, lépcsőzetesen, lefelé haladva kell elvégezni, de lehetséges teljes mélységű földkitermelés is; a munkagödrök fokozatos, több lépcsős szélesítésével.
Feltöltések, tömörítések
A feltöltéseket – az ülepedés csökkentése érdekében – vékony rétegenként kell készíteni. Ügyeljünk arra, hogy a visszatöltött földanyag ne tartalmazzon nagyobb, esetleg fagyos rögöket, és hogy ne legyen túl száraz: szükség esetén öntözzük, iszapoljuk. Minden talajnak van egy olyan víztartalmú állapota, amely mellett a leghatásosabban tömöríthető. Az épületen kívüli terepfeltöltéshez a földet 15-25 cm-es rétegekben, az alapozások melletti gödrök földvisszatöltését pedig 10-15 cm-es rétegekben terítsük és tömörítsük.
A nem kellően tömörített feltöltésekben az esővíz összegyűlik. Különös gonddal kell elkészíteni a padló alatti feltöltést. Ehhez felhasználható tégla- és kőtörmelék is, de friss, ki nem lúgozott salak betöltése tilos! Jól használható a homok vagy homokos talaj.
A feltöltésbe hordott és lazán elterített anyag valamelyest mindenképpen süllyed, ennek mértéke azonban gondos tömörítéssel a lehető legkisebbre csökkenthető. A tömörítéssel a talaj szilárdsága is nő, vízfelszívó képessége csökken, illetve vízzáró képessége fokozódik.
A tömörítés kézi eszközökkel vagy gépekkel végezhető, minden talajtípushoz más-más eszköz a leghatékonyabb. A legegyszerűbb tömörítő eszköz a fából vagy acélból készített döngölő, amely saját tömege és az ütögetést végző ütőereje révén tömöríti a talajt. Hatásos tömörítés azonban – különösen több rétegű feltöltések esetén – csak gépekkel lehetséges. A gépi tömörítés – a gépek működési rendszerétől függően – a talajra ható nyomással, ütögetéssel és vibrálással végezhető.
Dúcolások
Az épületek munkaárkait, ill. munkagödreit minden olyan esetben dúcolni kell, amikor a föld beomlásának veszélye fennáll.
Ha a talaj száraz, állékony, és csak rövid ideig szükséges a gödör nyitva tartása, 1,0 m mélységig nem kell dúcolni. 1,2-1,5 m-ig: agyagtalajnál, ha nem vizes és csak néhány napig tartjuk nyitva, ugyancsak nem szükséges a dúcolás.
A gyakorlati tapasztalatok alapján a következő mélységek alatt már dúcolni kell:
- 0,6…0,8 m mélységtől: iszapos és nedves homoktalajokat;
- 0,8… 1,0 m-nél mélyebb árkoknál: gyenge, nem állékony homokos-kavics talajoknál;
- 1,0… 1,2 m alatt: közepes tömörségű talajokban, ahol lapáttal még lehet dolgozni;
- kötött, állékony talajoknál, ha a felső 1,5 m-t dúcolják, az alsó 1,5…2,0 m szakasz dúcolatlan maradhat;
- közlekedési utak mentén, valamint dinamikus rezgéseket adó munkagépek környezetében a kisebb mélységeket is dúcolni kell.
A dúcolt árok vagy munkagödör méretét úgy kell meghatározni és a dúcolást kialakítani, hogy abban, ill. közötte balesetmentesen lehessen dolgozni. Ha az alaptest zsaluzat nélkül, a földfalak közé készül, az alapszélességet, zsaluzott vagy falazott (alsó) alaptestekhez pedig egyik oldalon 70, a másik oldalon 30 cm-rel szélesebb árkot kell kiemelni.
Keskeny munkaárok dúcolása
A talaj megtámasztható függőleges vagy vízszintes pallókkal. A függőleges pallók a talaj jellege szerint (kötött vagy kevésbé kötött) sűrűbben vagy ritkábban helyezhetők el. A függőleges pallókat hevederek fogják össze és a szemben lévő falakat a hevederek magasságában ékeléssel egymáshoz merevítjük. Ha a dúcolás meglazulna, az ékeket beljebb kell verni.
Laza talajok legfeljebb 30 – 50 cm magasságig állnak meg függőlegesen, ezért vízszintes pallózással és több helyen dúcolt függőleges hevederezéssel kell biztosítani a földfalat.
Széles munkagödör dúcolása
A lakóház építésénél a pincetömb kiemelésével széles munkagödör keletkezik. Függőleges földfalú kiemelésnél a munkagödröt az előbb elmondottak szerint dúcolni kell. A dúcolásokat a munkagödrökben végzendő munkák ismeretében kell megtervezni. Legegyszerűbb az egyoldali, egy-, két- vagy többtámaszú dúcolás. Bonyolultabb a hátrahorgonyzott dúcolás készítése.
Egyoldali dúcolás általában sávalapozású pincetömböknél készül. Ez a fajta dúcolás igen egyszerű, azonban az építőmesteri munkák során sok bosszúságot okoznak a bent lévő ferde dúcok, amelyek miatt nehéz komolyabb zsaluzást készíteni, az összefüggő vízszigetelést padig szinte lehetetlen jól megcsinálni.
A hátrahorgonyzott dúcolás bármely alapozási és pinceszigetelési technológiához megfelel. E módszer hátránya, hogy a szint felett nagyobb munkaterület szükséges. A pallózatok sűrűségét – a már elmondottak szerint – a talajminőség határozza meg. Szemcsés, laza talajoknál rézsűs falú munkagödör is készíthető, amelynek területigénye a szint felett ugyancsak jelentős.
Víztelenítések
Ha az építmény alapozási síkja a talajvízszint alatt van, akkor ahhoz, hogy a munkálatokat szárazon lehessen végezni, a munkagödröt vízteleníteni kell. Még zárt munkagödör, vagyis vízzáró falakkal, ún. szádfalakkal készült körülhatárolás alkalmazása esetén is számolnunk kell azonban azzal, hogy a munkagödörbe víz jut. Ez a víz lehet csapadékvíz vagy talajvíz.
A munkagödör körüli területre hulló csapadékot vízvezető árokrendszerrel tarthatjuk távol a munkagödörtől; a talajvizet és a munkagödörbe hulló csapadékot pedig el kell távolítani:
- nyíltvíz tartással;
- talajvízszint-süllyesztéssel;
- vákuum kutas eljárással.
Nyíltvíz tartás esetén a vizet a munkagödör mentén körbefutó, valamint az épület határvonalain belül telepített szivárgókkal felfogjuk, s egy mélyebb helyen kiképzett, esetleg egy mesterségesen lesüllyesztett szívóaknába vezetjük, majd onnan kiszivattyúzzuk (3/16 ábra). Ez a megoldás a legcélszerűbb, mert technikai felszereltségi igénye a másik kettőhöz képest minimális. A munka menete a következő:
- a föld kiemelése a nyugalmi talajvízszintig (A);
- a gyűjtőkút lesüllyesztése és felszerelése a teljes üzemmódra (szívófejjel és szivattyúval);
- a gyűjtőkút üzembeállítása automatikus üzemmódra;
- a kúttól indulva földkiemelés a tervezett alapsíkig, majd a kb. 1-2%-os fenéklejtés (B) kialakítása;
Ezután kezdődhet meg az alapozás.
E módszer addig használható, amíg a beáramló talajvíz nem ragad magával talajszemcséket, mert ez a talaj stabilitását veszélyeztetné. Nyílt szivattyúzás tehát laza, finom homokos talajban nem végezhető.
Talajvízszint-süllyesztés esetén nem a munkagödör felszínén összegyűjtött vizet távolítjuk el, hanem a munkagödör alsó szintje alá nyúló, ún. szűrő kutakat készítünk, és ezekből szivattyúzzuk ki a vizet. Ennek következtében a kút körül nyomáscsökkenés alakul ki; tehát megfelelő kútkiosztás és szivattyúzás mellett a talajvíz eredeti szintje leszáll a munkagödör fenéksíkja alá, s így a földkiemelés, az alapozás, valamint a szigetelés szárazon végezhető. Ez a megoldás olyan talajok esetén ideális, amelyekből a víz szivattyúzással kiszűrhető (vízáteresztő rétegeknél).
A gyakorlatban először a munkagödröt kiemeljük a talajvíz szintjéig, s erről a szintről béléscsöves fúrással elkészítjük a 20-60 cm átmérőjű kutakat. Ezekbe szitaszövettel körülvett lyuggatott acél vagy műanyag csöveket helyezünk, a kút többi részét pedig rostált kaviccsal töltjük ki (3/17 ábra). A kutakat olyan sűrűn kell elhelyezni, hogy a körülöttük felrajzolható, ún. depressziós görbék összemetsződő legmagasabb pontja is az alapozási fenékszint alatt maradjon.
Szél az épület külső felén kialakuló szélteher meghatározója. Az épületre szél iránya felőli nyomás, az átellenes oldalon pedig szívás jön létre, amely ún. „horizontális bárikus” erőhatást eredményez. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy a rosszul záró nyílászárókon és az épületréseken keresztül a szélteher nagyságával arányos, akaratunktól független, tehát szabályozhatatlan épületszellőzés jön létre, amit idegen szóval filtrációnak neveznek (2/21 ábra).
2/21 ábra Az épületet érő szélteher A: a szélnyomás iránya; B: a szélszívás iránya (A szaggatott vonalak a filtrációs légmozgást jelölik)
Az épület filtrációs rései rendkívüli módon befolyásolják a fűtési energiaigényt. A fűtési rendszer szabványosan méretezett hővesztesége például egy monolit vasbeton födém esetén megfelelő, ám egy könnyű anyagú födém esetén légmozgás hatása miatt körülbelül az előbbinek 1,5-2-szerese. Ez pazarlást és szélcsendes időben túlfűtést okoz.
A szél a legnagyobb veszélyt az épületre, mint szerkezetre jelentheti. Különös gondot kell fordítani a következőkre:
- a nagy üvegfalak felületei;
- a belső térhasznosítás miatti „levegősebb” fedélszékek;
- a tetők szakszerűtlen héjalása;
- a kémények átgondolatlan helye és nem megfelelő stabilitása;
- a külső homlokzatburkolatok mozgása;
- a nem légzáró homlokzati nyílászárók stb.
Tűzvédelem
A tűzvédelem az épület tervezésekor elkezdődik, ami a következőkben nyilvánul meg:
- az építőanyagok összeválogatása;
- a fűtés helyes megválasztása;
- az épületek védőtávolságai stb.
Néhány gyakorlati tanács:
- falazott vagy szerelt kémények csak tűzbiztos kivitelben készíthetők (pl. kürtő és fafödém);
- a fedélszék faanyagát égéskésleltető anyaggal kell bevonni;
- az éghető héjalások megfelelő kialakítással csatlakozzanak a kéményekhez, és a kéményből szikra ne csapódhasson ki;
- lehetőleg minél kevesebb fa- vagy faanyagú födém készüljön, főként a zárófödémek ne legyenek ilyenek;
- az elektromos hálózat biztonságos legyen;
- az automatikus üzemű központi vagy egyedi fűtőberendezés ne veszélyeztesse a környezetet;
- megfelelő távolságokban épített tűzfalak (tűzszakaszok);
- villámvédelem stb.
A helyiségek rendeltetésszerű használatához biztosítani kell azok kívánt mértékű hangszigetelését. A helyiségek, illetve az egyes lakások hangvédelmének mérlegeléséhez a térelhatároló anyagok jellemzőit és hang gátló tulajdonságait kell figyelembe venni.
A hangelnyelés a testek hangerősség csökkentő tulajdonsága, részben a test felületén, részben a test belsejében végbemenő folyamatként. A lágy, egyenetlen felületen a hanghullámok megtörnek, visszaverődnek, miközben a hangerősség csökken (2/16 ábra).
A hangszigetelés a testhangok tovaterjedésének megakadályozása. Az anyagok különféle sűrűsége és a bennük terjedő hangok sebességének különbözősége miatt a szilárd anyagok érintkező felületeinél a hangenergia csak részben jut tovább, részben visszaverődik, illetve elnyelődik.
2/16 ábra Műanyag ablakok és a külső vastagított hőszigetelő üvegréteg hangelnyelése
2/17 ábra Belső hangszigetelő válaszfalak a) falazott, tömör; b) szerelt, üreges (kedvezőbb) 1 válaszfaltéglából; 2 betonyp lapok; 3 fa vázszerkezet
2/18 ábra Csatlakozó épületek közötti hang gátló réteg a) alaprajzi csomópont; b) födémcsomópont; 1 fal; 2 födém; 3 hangszigetelő réteg
A hang gátlás a határoló szerkezeteknek (falak, födémek) az a képessége, hogy a hangenergiát csak részben vezetik át és sugározzák tovább, részben pedig visszaverik, illetve elnyelik.
A léghang gátlás falaknál és födémeknél, a lépéshang gátlás pedig födémeknél igen fontos (2/1 táblázat).
2.1. táblázat Térelhatároló szerkezetektől megkívánt hanggátlási értékek
Ahhoz, hogy a tervezett vagy kivitelezett szerkezet hangvédelmi szempontból megfelelő legyen, meghatározott hanggátlási követelményt kell kielégítenie.
Az egyszeres térelhatároló (légréteg és hangszigetelés nélküli) szerkezetek hanggátlási értéke a szerkezet fajlagos tömegétől függ (2/2, 2/3 táblázat).
2.2. táblázat Egyrétegű, kétoldalt vakolt falszerkezetek átlagos hanggátlása
2.3. táblázat Kétrétegű, kétoldalt vakolt falszerkezetek átlagos hanggátlása
A födémek lépéshang gátlása hatásosan úgy oldható meg, ha a födémszerkezetben a teherhordó részt egy ún. úsztatóréteggel különválasztjuk az aljzattól és a padlószerkezettől (2/17,2/18 ábra).
A forgalmasabb utak mentén gyakoriak a rezgésből származó épületkárok, mivel az úttesten elhaladó járművek rezgéshangjából és dinamikus zajából épületekre káros rezgéshullámok jönnek létre, amik főleg egyenlőtlen épület- és épületfeltöltés mozgást okoznak. A probléma megoldása az alapozás méretezése, a munkaárkok gondos kiemelése, és a feltöltések egyenletes, nagy tömörségű (93-95%-os) réteges bedolgozása.
A károkat fokozzák az olyan hibák, amikor az alapból kiemelt föld bent marad a lábazat mögött, majd a kész lábazat mögött csak a felső részt terítik szét.
Károsodások keletkezhetnek a födémekben is. Az úttal párhuzamosan gerendázott födémek szélső elemmezői megrepednek (2/19,2/20 ábra), és a födémre terhelt válaszfalak térképszerűen repedezettek lesznek.
Az útra merőleges gerendázatú födémeknél, ahol a rezgéshullám amplitúdóik iránya közel azonos a gerendákkal vagy panelekkel, a szélső mező károsodása sokkal kisebb, és a födémre terhelt válaszfalak is legfeljebb az ajtók fölött repedeznek meg. Az előzőekből kiderül, hogy a legjobb e tekintetben a helyszínen készített vasbeton lemezfödém.
Az előkertek megfelelő mélysége, és egy bozótszerű, tömör élő sövény az utcai kerítés vonalában akár 50%-ban is csökkenthetik a zajhatást.
Az épületszerkezetek nedvességfelvétele természetes jelenség, mert az épületek körüli légtérnek mindig van bizonyos nedvességtartalma, és a beépített anyagok jelentős része egyensúlyi nedvességtartalmának eléréséig nedvességet vesz fel környezetéből.
Az épületszerkezetben a nedvesség folyadék és gőz alakjában fordulhat elő. A folyadék származhat vízzel való közvetlen érintkezésből vagy páralecsapódásból. A folyadék állapotú nedvesség épületszerkezetekre gyakorolt hatását a folyadék mennyisége befolyásolja.
Az építőanyagok víztartalma korlátozásának lehetőségei a következők:
- a víz bekerülésének megakadályozása a szerkezetbe;
- a nedvesség mozgásának korlátozása;
- a pára lecsapódásának meggátlása a szerkezetben, ill. a szerkezet felületén.
Ez utóbbi a leglényegesebb és legproblematikusabb épületfizikai feladat, mivel:
- az építőanyagokban a folyadékmozgás korlátozott, és jelentős veszélyt csak a kapilláris folyadékáram jelent,
- ezzel szemben a pára mozgása nehezen korlátozható.
A következőkben a közvetlen érintkezés miatt keletkezett nedvesség okokat vizsgáljuk.
Az építési nedvesség
Az építési nedvesség háromféle módon kerülhet be a szerkezetbe:
- az építőanyag előállításához szükséges, rendszerint a kémiai folyamatban részt vevő víz miatt;
- a technológiai folyamathoz szükséges vízből;
- a takaratlan épületszerkezeteket érő eső vagy hó következtében.
Az építőanyagok előállítása közben vízfelhasználó vagy víztermelő kémiai folyamatok mennek végbe. Természetesen az utóbbi okoz több nehézséget, pl. a mész kötése során keletkező nedvesség lassítja az épület száradását. A nedvességlekötő kémiai folyamatok elvben nem növelik a szabad nedvességtartalmat, de a gyártáshoz szükséges vízfelesleget később el kell távolítani.
Az épületszerkezetek építési nedvessége főleg a technológiában használt vízből származik (pl. habarcs, beton stb.). Víz szükséges egyes anyagok, szerkezetek felületi vízelvonó képességének csökkentéséhez, az anyag konzisztenciájának megváltoztatásához és a kötés hő (betonnál) károsító hatásának közömbösítéséhez is.
2/10 ábra Födém/fal csatlakozások a) harminc évvel ezelőtt szokásos megoldás, ma tilos alkalmazni; b) korszerű hőtárolós főfal külső hőszigeteléssel; 1 főfal; 2 koszorú; 3 falbeton; 4 kerámia béléstest; 5 vakolat; 6 hőhíd megszakító szigetelés; 7 falszigetelés; 8 födémszigetelés; 9 aljzatbeton; 10 légrés; 11 padlásszellőztetés; 12 huzatnövelő (fúvóka); 13 homlokzati burkolat; 14 eternitlemez; 15 légjárat; 16 lécezés
Jelentős nedvességet vihet az elkészült szerkezetbe egy olyan anyag, amelynek víztartó képessége folytán nagyobb a nedvességtartalma, és ez a kapcsolódó érzékeny szerkezeteket károsítja.
A talaj nedvességtartalma
A talaj nedvességtartalma általában folyadék halmazállapotú, amely túltelített esetben ún. szabad nedvesség formájában van jelen. A túltelített pórusok feletti rétegben található a kapilláris nedvesség, ahol a nedvesség a molekulák felületén kötött. A talaj nedvessége három megjelenési módon fordul elő:
A talajvíz elsődleges értelemben a vízzáró réteg felett lévő szabad nedvesség, amely részben csapadékból, részben szabad vízfelületekből táplálkozik. Előfordulása jórészt véletlenszerű, szintje időszakosan változó. A talajvíz a vele érintkező szerkezeteket hidrosztatikai nyomással terheli, ellene szigeteléssel és a víznyomás ereje ellen ható leterhelő szerkezetekkel kell védekezni.
A torlaszvíz a talajvíz feletti vízzáró talajrétegen vagy munkagödrökben összegyűlt csapadékvíz, amely, ha lefolyása nincs, hidrosztatikai nyomást fejthet ki az épületszerkezetekre. A torlaszvíz hatását a legegyszerűbb megfelelő szivárgó rendszerrel való elvezetéssel kiküszöbölni.
A talajnedvesség és a talajpára a talajvízszint feletti rétegek kötött nedvességtartalmából származik. A felszín felé párolgó nedvesség a talajpára; utánpótlása kapilláris úton a talajvízből, illetve kisebb mértékben a csapadékból származik.
A meteorológiai nedvesség
A meteorológiai nedvesség esőből és hóból származik, és kívülről támadja az épületszerkezeteket.
A nedvesség és a szerkezet érintkezése lehet:
- időszakos véletlenszerű, amely csak meghatározott irányú csapadékterhelésnél jelentkezik: a jól épített falszerkezet csak az eső és szél egyidejű hatására nedvesedhet;
- szükségszerű, ahol a nedvesedés a csapadék megjelenésével egyidejűleg megindul, ilyen hatás éri a tetők héjazatát.
A védekezés módja a csapadékhatás intenzitásának, az általa nedvesített szerkezetnek megfelelően többféle. A falszerkezetnek nem kell vízhatlannak lennie, hiszen az azt időszakosan érő nedvesség részben már a felületről, részben a legkülső rétegből elpárolog. A korszerű kémiai felületképzőkkel a fölszívódás mértéke jelentősen csökkenthető.
A tető héjazatát vízhatlan (vagy vízzáró) módon kell elkészíteni, hogy innen a folyadék ne juthasson a belső térbe, illetve a héjszerkezetbe. Magas tetőknél megengedett annyi vízfelszívás a héjazatba, amennyi a héj másik oldalán el tud párologni. Lapos tetőknél természetesen ez nem lehetséges.
A nedvességhatások következményei csökkenthetők: falszerkezeteknél a csapadék elterelhető, megfelelően kialakított tetőszerkezettel; a tetőfelületek nedvességterhelése pedig a megfelelő vízelvezetéssel csökkenthető. A meteorológiai nedvességhatások többsége nem közvetlen problémát jelent, hanem a beépített nedvesség ellen védő szerkezetek másodlagos épületfizikai hatása jelentős. így pl. az egyhéjú meleg tető külső, vízhatlan rétege páradiffúziós szempontból nehézséget okozhat.
Az üzemeltetési nedvesség
Az üzemeltetési nedvesség általában az épületen belül jelentkezik, és hatása kettős:
- a keletkezett folyadék, közvetlen érintkezés révén, nedvesítheti az épületszerkezeteket;
- a folyadékfelszín párolgása nagymértékben növelheti a helyiség páraterhelését.
- Az üzemeltetési nedvesség keletkezése alapján két fő csoportba osztható:
- használati víz:lakó- és középületek vizes helyiségeinek (pl. fürdőszoba) és vizes üzemeinek használatakor keletkező víz; a védelem módját a keletkezett vízterhelés határozza meg: – megfelelő padló- és falburkolat esetén – általában nem igényelnek külön szigetelést, legfeljebb a zuhanyozóknál;
- üzemi víz:vizes technológiával működő üzemeknél keletkezik; a padló
- és falszerkezetek jelentős nedvességterhelésnek lehetnek kitéve, amely folyadék és pára alakjában egyaránt problémát jelenthet.
Fagy elleni védelem
A fagy elleni védelem különösen nagy jelentőségű az épületrészek időtállósága, tartóssága és szigetelése szempontjából.
Elsőként említjük a mindenkori fagyhatár alatti épületalapozás fontosságát (2/11 ábra). A fagyhatár az alapozási sík 2/3-os mélységénél értendő, a további 1/3 rész adja a kellő biztonságot.
A fagy elleni védelemnél külön figyelni kell az épületet érintő meteorológiai nedvességre és a talajvízre (2/12 ábra). A talajvíz párolgása és a csapadék, a talaj és épületszerkezet hőszigetelő képességét csökkentve, helyrehozhatatlan károkat okozhatnak. Az épületszerkezetek anyagainak megválasztásakor a fagyállóság szempontjából különbséget kell tenni a fűtött és fűtetlen épületek között, főként a padozatok felfagyásának megakadályozása miatt (2/13 ábra). További gondot jelentenek a talajba és a falba helyezett fagyveszélyes technológiai vezetékek (pl. víz- és fűtési csővezetékek).
A fagy elleni védekezés igen nagy jelentőségű az ereszek és tetők szerkezeti csomópontjainál Az ábrán bemutatott eresz esetében a rosszul hőszigetelt tető, illetve padlásfödém esetében a téli havazás beázást és homlokzati lefagyást okozhat (2/14 ábra). Még rosszabb a helyzet a vápa- és attika csatornáknál, amiről a városi házak tucatjai tanúskodnak.
Az épületekhez, az alapoktól kezdve a héjalásig fagyálló anyagot kell használni. A fagy elleni védelem miatt tanácsos a lábazatokat a terepszinten (és lábazat mögött) talajpára elleni szigeteléssel ellátni; annak ellenére, hogy a szabvány ezt nem írja elő kötelezően. Sajnos igen gyakori, hogy a néhány évtizede épült házak lábazata kifagy. Ugyanilyen odafigyelés szükséges a kéménytestek épületen kívüli részénél is, mert az eltérő hőmérsékleti és kondenzációs viszonyok gyors szétfagyást okozhatnak – főleg béleletlen gázkémények esetén.
A nem megfelelő építési technológia miatti fagyások, illetve azok veszélyét egy külön kötetben lehetne ismertetni, ami nem lehetséges – marad tehát az óva intés. Télen például a tető nélkül maradt épületszerkezeteket külön óvni kell – a technológiai vizeken túl – a csapadéktól, szinte javíthatatlan károkat okozhatnak a födémek és zsaluzatok alátámasztó állványzatai, ha azokat télre nem bontják el (2/15 ábra).
2/11 ábra A fagyhatás és az épületek talajjal, ill. légtérrel érintkező felületei fagyra, kifagyásra méretezendő épületszerkezet; 2 biztonsági zóna; 3 fűtött tér; 4 fagyási hőmérséklet fölötti talajtömeg/teherhordó talaj
2/12 ábra Az alapozásokat érő fagyhatások a) sekély alapozásnál; b) lábazat, ill. alap mögötti fagyhatás elmozdítja az épület teljes szerkezetét;
2/13 ábra Fagy elleni védelem a) fűtött b) fűtetlen épületeknél; 1 fagyveszélyes zóna; 2 fűtött, illetve kifagyás mentes tér
2/14 ábra Ereszek lefagyása rosszul hőszigetelt födémnél a) lapos tetőnél; b) magas tetőnél; 1 jeges hó; 2 eresz; 3 hólé; 4 beázás; 5 födém; 6 ereszcsatorna
2/15 ábra Az épülő szerkezet talajfelfagyás miatti károsodása 1 fagyos feltöltés; 2 fagyos talaj; 3 állványzat befeszülése; 4 állványzat lehajlása; 5 megemelt födém; 6 felszakított erkélylemez
A határoló szerkezetek utólagos hőszigetelésével kapcsolatban két lényeges szempontot kell vizsgálni:
- mi az utólagos hőszigetelés szerepe az épület energiamérlegében;
- a hőszigetelés és az energiamérleg javítása mellett a munkának milyen egyéb, a használati értéket, az esztétikai színvonalat, illetve az élettartamot növelő célja van.
Az első probléma azért lényeges, mert bár bizonyos előírások az egyes határoló szerkezetek hőszigetelésére vonatkozó határértékeket adnak meg, ezek a szerkezetek sohasem önmagukban, hanem egy helyiség, egy épület „burkoló-felületének” részeként léteznek. Az, hogy a határoló szerkezetet energetikai szempontból érdemes- e utólagos hőszigeteléssel ellátni vagy sem, attól függ, hogy mi a szerepe, jelentősége az épület energiamérlegében a szóban forgó szerkezetnek.
Kicsiny üvegezési arány és/vagy jobb minőségű nyílászárók, illetve kis filtrációs hő szükséglet esetén a falak és a födémek szerepe viszonylag nagyobb, az utólagos hőszigetelés tehát nyilvánvalóan célszerű. Ugyanígy belátható az is, hogy ha az üvegezési arány nagy vagy a nyílászárók rossz minőségűek, ha a filtrációs hő szükséglet nagy, akkor nem a fal- és födémszerkezetek hőszigetelése javíthatja érdemben a helyiség energiamérlegét.
A második problémakör lényege, hogy az utólagos hőszigetelés többnyire a határoló szerkezet egyéb jellemzőit is befolyásolja, illetve módosítja. Megváltoznak a párakicsapódás feltételei, változik a felületképzés, módosul a karbantartási igény, az élettartam. A felújítás alapvető célja lehet az energiamérleg javítása, ami a többi tulajdonság változását is magával hozza, vagy esetleg valami más (pl. karbantartási igények csökkentése), amivel együtt jár az energiamérleg javulása is. E kérdések tisztázása azért fontos, mert a lehetőségek közül az alapvető célnak leginkább megfelelőt kell választani.
Összetett vizsgálat
A szerkezet jellemző tulajdonságainak megváltozását mindig együtt, összefüggéseiben kell vizsgálni. Nagyon ritkán térülnek meg viszonylag gyorsan az energiafogyasztás csökkenése következtében a ráfordítás költségei. Hasonlóan ritkaság az is, ha a ráfordítás költségei a karbantartási költségek csökkenéséből térülnek meg rövid idő alatt. A kettőt együtt mérlegelve viszont – minthogy a valóságban is egyszerre jelentkeznek – nagyobb valószínűsége van annak, hogy elfogadható, rövid megtérülési idővel számolhatunk.
A különböző szempontok közötti fontossági sorrendet számos egyedi probléma befolyásolja. Műemlék értékű homlokzat, védett városrész esetén az esztétikai, történelmi, hangulati értékek megőrzése az elsődleges, ezért a páradiffúzióval kapcsolatos várhatógondok és az alapterület csökkenése ellenére gyakran a belső oldali hőszigetelés mellett kell dönteni. Ha az alapvető feladat a karbantartási igények csökkentése, célszerű keményhéjjal ellátott hőszigetelést kialakítani, amelynél – a felületképzés és az azt hordozó-rögzítő szerkezet költségei mellett – szinte eltörpül az a költség, ami egy hőszigetelő réteg héjalás alá helyezésével jár. Ha az alapvető cél az energia megtakarítás, az elsődleges kérdés a kellő ellenállású szigetelőréteg kiválasztása, de természetesen mérlegelni kell a beépítés-ráépítés egyéb szerkezeti, karbantartási szempontjait is.
Kifejezetten hőtechnikai szempontból, az egyes elvi megoldásokkal kapcsolatban, a következőkre hívjuk fel a figyelmet:
- A belső oldalra ráépített hőszigetelés páradiffúzióra gyakorolt hatását ellenőrizni kell.
- A hőszigetelő réteg rögzítése és a rögzítő szerkezet révén kialakuló hőhidak általában nem okoznak különösebb gondokat. Komoly hőhidak keletkeznek viszont a belső falak és födémek külső határoló szerkezetekhez való csatlakozásainál, amelyek nem vagy csak kényszermegoldásokkal szigetelhetők. A tapéták és vakolatok vastagsága, és ezzel esetleges kedvező befolyásuk is korlátozott.
- A száraz technológiával szerelhető hőszigetelő táblák vagy paplanok esetében külön felületképző réteg szükséges, és az így módosított határoló szerkezet hőtároló képessége romlik. Ha a helyiséget nagy tömegű belső szerkezet határolja, akkor ez a hatás nem jelentős, ha viszont a helyiség körítő falainak nagy része belülről szigetelt külső határoló szerkezet, akkor a helyiség nagyobb hőmérséklet-ingadozással, érzékenyebben válaszol a fűtőteljesítmény ingadozására; fűtési üzemszünet esetén gyorsan lehűl, de gyorsan fel is fűthető, mert nincs hőtároló közeg.
- A falazott, belső hőszigetelő szerkezetek kialakításakor problémát okozhat a padlóburkolat megbontása, illetve a födém teherbírása.
- Az eredeti határoló szerkezetekben meglévő üregek, légrétegek helyszíni habosítása elvileg szintén egy utólagos hőszigetelési lehetőséget jelent. A költségeken kívül, e megoldásnál az a fő gond, hogy sikerül-e a légréteget teljes térfogatában kitölteni, illetve a vékony, belső felületképző réteg mögötti habosítás esetében, hogy a hab ezt a réteget lefeszíti. További problémát okozhat még bizonyos szigetelőhabok kicsiny páravezetési ellenállása.
- A külső felületre szerelt hőszigetelés és a külső felületképzés hatását a páradiffúzió szempontjából ellenőrizni kell. A külső oldali hőszigetelés jelentősen csökkentheti a belső falak és födémek külső határoló szerkezethez való csatlakozásánál keletkező hőhidak hatását (2/9 ábra).
- A külső hőszigetelő vakolatok vastagsága – és ezzel együtt hővezetési ellenállása is – korlátozott. A külső felületekre rögzített, és hálóval ellátott hőszigetelő táblák bevakolás után már jelentős hővezetési ellenállást adnak. A külső felületképzés mechanikai ellenálló képessége azonban mindkét esetben elég gyenge, de ez javítható pl. pala vagy alumínium anyagú burkolattal.
- Szerelt héjalás alá beépített hőszigeteléssel tetszőleges hővezetési ellenállású, mechanikai hatásoknak ellenálló szerkezet hozható létre. A héjalás tartó- vagy vázszerkezete hő-hidakat képezhet, amit, valamint a külső levegővel érintkező hőszigetelő táblák hővezetési tényezőjének növekedését a méretezés során figyelembe kell venni.
- A külső falak hőszigetelésével kapcsolatban különös jelentőségűek a fűtőtestek mögötti falszakaszok. A fűtőtest sugárzó hőleadása, valamint a fűtőtest és a fal között feláramló meleg levegő következtében ugyanis a transzmissziós hőáramok itt jóval nagyobbak, mint a fal egyéb részein. Utólagosan is alkalmazható megoldás az ún. „hőtükör” felszerelése, amely egy hőszigetelő táblára kasírozott alumíniumfólia. Ha ennek elhelyezése nem lehetséges, figyelemre méltó eredmény érhető el az alumíniumfólia falra kasírozásával is.
Manapság gyakran hallani a „hőhíd” kifejezést, erről beszél a szakember, ha penészedik a szoba sarka vagy piszkos, szürke az ablak feletti falszakasz. Mit jelent tehát ez a szó?
A szakmában az épület külső, határoló szerkezeteinek azokat a részeit nevezik honidnak, ahol különböző hővezetési tulajdonságú és eltérő geometriai formájú szerkezetek, anyagok csatlakoznak egymáshoz. Ilyenkor azok a szerkezeti részek, amelyek jobban vezetik a hőt, erősebben lehűlnek (tapintásuk hidegebb), mint a rosszabb hővezetésű csatlakozó részek. Kedvezőtlen esetben a lehűlő felületen és magában a szerkezetben is lecsapódik a levegő páratartalma, ami csúf elszíneződést, elpiszkolódást (mivel a páralecsapódás után a porszemek ide vonzódnak), akár penészképződést is okozhat.
Különösen jól megfigyelhetők a hőhidak a nem kellő gondossággal épített családi házak konyháiban és fürdőszobáiban, ahol – a padlásfödém szigeteletlensége miatt – az acél- vagy vasbeton gerendák jól kirajzolódnak a mennyezeten. Ugyancsak a hőhidaknak tulajdoníthatók az ablakok feletti áthidalók, koszorúk menti elszíneződések és a felső falsarkok penészfoltjai is.
A hőhidak leggyakrabban vasbeton és acélszerkezetek beépítése során keletkeznek,
- a vasbeton koszorúk és gerendáknál;
- a vasbeton áthidalóknál;
- az acél és vasbeton vázszerkezet épülethatároló elemeinél stb.
A károsodások megelőzhetők, ha megfelelő hőszigetelő képességű réteget építünk be a kedvezőtlenebb hővezetési tényezőjű szerkezet védelmére. A hőszigetelés kialakítását (helyét, anyagát, vastagságát) azonban feltétlenül szakemberre kell bízni.
A gyakorlatban a hőhidak még az épületfizikai szempontból leggondosabb tervezés mellett sem küszöbölhetők ki teljesen, mert:
- egy szerkezet mindig „végződik” valahol, mindig csatlakozik hozzá valami, abba mindig beépül, amire pedig ráépül valami;
- a falvégek, a falsarkok, a falkávák, a fal- és födémcsatlakozások stb. még egynemű anyagból kialakított (homogén) szerkezeteknél is mindenképpen hőhidat jelentenek.
Gyakorlati szóhasználatban hőhíd mentesnek azokat a szerkezeteket nevezik, amelyekben az inhomogén (nem egynemű) szerkezet, a különböző hő-technikai tulajdonságú anyagok beépítése alig vagy csak elhanyagolható mértékben okoz változást a belső felület hőmérsékletében, illetve a hőáram nagyságában.
2/7. ábra Épületek függőleges határoló szerkezeténél kialakuló hőhidak a) koszorúnál; b) áthidalónál; c) redőnyszekrénynél; d) ablak körül; e) fűtőtest mögött; f) lábazatban
2/8. ábra Hőhíd mentes szerkezeti csomópontok a) koszorúnál; b) áthidalónál; c) redőnyszekrénynél; d) ablak körül; e) fűtőtest mögött; f) lábazatban
A tervező és kivitelező szakembereket leggyakrabban a pont- vagy sávszerű hőhidak foglalkoztatják. A szakemberek szerint a pont- vagy sávszerű hőhidak a belső tér ún. energiamérlegét akár 10-30%-ban is befolyásolhatják, tehát érdemes odafigyelni rájuk (2/7, 2/8 ábra).
A falazott szerkezetek hőátbocsátási tényezője részben a falazóelem, részben a falazás minőségétől függ. A falazóelem hőtechnikai tulajdonságai a falazat hőátbocsátása szempontjából fontos, de nem önmagukban meghatározó tényezők.
A falazott szerkezet hőátbocsátási tényezőjét befolyásolják a geometriai méretek is. A vastagsági méret szerepe nyilvánvaló, a szerkezet vastagsági mérete pedig az elem méretével, ül. annak egész számú többszörösével egyenlő. A homlokméret lényegében azt határozza meg, hogy az egységnyi homlokfelület mekkora hányadát teszi ki a falazóelem és mekkora hányadát a falazó habarccsal kitöltött (vagy száraz illesztési) hézag.
A kellő szilárdságot eredményező falazóhabarcsok hővezetési tényezője viszonylag nagy, így a falazóhabarccsal kitöltött építési hézagok lényegében egy szabályos hőhíd rendszert képeznek. Ebből a szempontból tehát előnyösek a nagyméretű falazóelemek, amelyeknél egységnyi homlokfelületre viszonylag kevesebb habarcshézag jut. Az alakhűség és a geometriai méretek szabatossága különösen a nagyobb elemeknél lényeges, mert az e tekintetben hibás elemek beépítéséhez túlzottan vastag kiegyenlítő habarcsréteg szükséges.
A falazóhabarcs minősége szintén befolyásolja a falazat hőátbocsátási tényezőjét
Az összetétel nyilvánvaló fontossága mellett igen lényeges a habarcs képlékenysége is. Nagy méretű, alsó és felső lapján nyitott üregrendszerű falazóelemek esetében a vízszintes habarcsrétegeket kevésbé, a függőlegeseket pedig inkább képlékeny habarccsal kell készíteni. A nem megfelelő képlékenységű habarcs befolyik az üregek egy részébe, illetve az állózhézagokat nem tölti ki teljesen.
Mérések szerint az ilyen – kivitelezői gondatlanságnak tekinthető, de valós körülmények között utólag nehezen feltárható és bizonyítható – hibák az egész falazat hőátbocsátási ellenállásának 10-20%-os csökkenését okozhatják. A hőátbocsátási tényező annál rohamosabban csökken, minél jobb (minél nagyobb méretű, üregtérfogatú, hővezetési ellenállású) maga a falazóelem (2/9. ábra).
2/9. ábra. Különböző falszerkezetek hőhídjai a) vasbeton fal; b) tömör téglafal; c) üreges magasított téglafal; d) kettős méretű üreges és HB 38-as téglafal; e)…f) Poroton 36 téglafal; g) YTONG falazóelemes fal; (YTONG elemeknél, speciális ragasztóval a hőhíd-terület 2%-nyira csökkenthető)
Az ábra szerinti hőhidak természetesen a vízszintes hézagokra vonatkoznak. További befolyásoló tényező a függőleges falazási hézagok kialakítása. Az ábrán látható százalékos értékek csökkenthetők, de legtöbb esetben önmaguktól növekszenek, a függőleges hézag üresen hagyásánál és teljes tömörségénél romlanak, míg (kettő) keskeny sávban történő „stócolásnál” közel egyenlőek. A külföldön már jól ismert fogazott illesztéssel készülő téglákkal jelentős javulás érhető el.
A homogén vagy jó közelítéssel annak tekinthető (öntött blokkos), egyrétegű határoló szerkezetekben a geometriai viszonyok miatt alakulnak ki bizonyos helyeken (sarkokban, ablakkáváknál, fal- és födémcsatlakozásoknál) többdimenziós hőmérsékletmezők. Itt említhetők meg a jó hőszigetelésű vertfalak, amiket nem a tömörített agyagfal tesz elsősorban azzá, hanem a hőhíd nélküli falfelület, hiszen a vertfal (vályog) hőátbocsátása alapjában véve nagyobb, mint az égetett tégláé, ahol a kiégett szerves anyagok helyén mikro cellák jönnek létre, amik javítják a hőszigetelést. Üreges téglafalú lakóház szerkezeti csomópontjainál lényeges gondoskodás a helyes kombináció, pl. hőhidak a konzoloknál.
A hazai épületállomány félévszázados történetében a házak 40-50%-a 38 cm vastagságú tömör kisméretű téglából épült. Ezek túlnyomórészt ma is úgy állnak, ahogyan akkor megépültek. Hő-technikai szempontból a kisméretű tégla adottságai a mai kívánalmaknak olyannyira nem felelnek meg, hogy 2,5-szeres vastagságban kellene készíteni az abból épülő falakat (Ábra lent).
Ez elképzelhetetlen, egyrészt a tetemes költség, másrészt az épület nagy terhe miatt, hiszen a tehertöbblet az alsó tartószerkezeten át a teherbíró talajt is terheli, ami még tovább növelné az amúgy is magas építési költségeket. A hatvanas évek elején a téglaipari termékválaszték bővítésével országosan elkezdődött a 30-as blokktéglák gyártása. Eleinte sokan idegenkedtek a lakóházukba beépítésétől, inkább maradtak az előző, tömörtéglás változatnál, de egyre többen ismerték fel a blokktéglák előnyeit. Az első időkben kétoldali vakolattal látták el a falazatokat, majd külső és belső hőszigeteléssel is kiegészítették (Ábra lent).
A lakás komfortérzetéhez a hőszigetelésen túl lényeges a hőtárolás (akkumulálás), amit a belső épületszerkezeteken (és bútorokon) túl a fal ± 0,00 hőfokánál magasabb hőmérsékleti tartományú határoló szerkezet is biztosít. Ezért hasznosabb a külső oldalra kerülő hőszigetelés, mint a belső. Az ábrán jól látható, hogy a falközépen a nyári és a téli időszak hőmérsékletkülönbsége (A t) külső hőszigetelésnél a legkisebb, belsőnél pedig a legnagyobb.
A megfelelő hőgazdálkodás érdekében a belső, jó hőtároló képességű (pl. vasbeton) szerkezeteket kívülről, a lehűlés irányában hőszigeteléssel kell készíteni (2/5. ábra).
Természetesen a védett vagy fűtött tér minden határoló szerkezetét kellő hőszigeteléssel kell ellátni, így a födémet is (2/6. ábra fent). Fontos ez annál inkább is, mivel télen a meleg levegő a légtér felső részén helyezkedik el, ami jelentősen befolyásolja a zárófödémek és határoló tartószerkezeteik (koszorúk, áthidalók stb.) épületfizikai folyamatait.
Legalább ilyen fontos a lefelé irányuló hőveszteségek elleni szigetelés is, de ezekkel következő kötetünkben foglalkozunk, mivel a burkolatoktól függően ezek igen sokfélék. Ez a padlófűtéseknél különösen érvényes. A határoló szerkezetek hőtechnikai jellemzői közül a legfontosabb a hőátbocsátási tényező (a hőszigetelő képesség), mivel a szerkezeten áthaladó energiaáram, így a fűtőberendezés beruházási és üzemeltetési költségei hőátbocsátási tényezővel egyenesen arányosak.
A hőátbocsátási tényező csökkentése és a határoló szerkezet ára között összefüggés van, mert a nagyobb hővezetési ellenállás, vagy a hőszigetelő réteg vastagításával, vagy egy jobb, hőszigetelő anyag használatával, azaz mindkét esetben csak többletköltséggel érhető el. A többletköltséggel szemben azonban számottevő megtakarítás mutatkozhat az épületgépészeti berendezések beruházási és üzemeltetési költségeiben. A hőszigetelő feladat azonban a valóságban általában korántsem ilyen egyértelmű és egyszerű, mivel a hőszigetelés különböző anyagokból és különböző rétegtervű szerkezetekben valósítható meg és a hőszigetelő anyag megválasztásának nemegyszer meghatározó épületszerkezeti, technológiai, gyakran még építészeti következményei is vannak.
A hőszigetelő réteg hővezetési ellenállása függ a beépítés módjától. A hőszigetelő réteg anyaga és beépítési módja, valamint a szerkezet többi rétegének anyaga és beépítési módja, valamint a szerkezet többi rétegének anyaga, az egymás közti és perem menti kapcsolata közötti összefüggések és kötöttségek nyilvánvalóak. A hőszigetelő és a többi réteg anyaga, valamint ezek sorrendje esetleg további – pl. párafékező – réteg(ek) beépítését is szükségessé teszi és befolyásolja az elemek, ill. a nyílászárók csatlakozási módját is.
A szerkezetek rétegei közötti kapcsolatok (pl. átkötések, merevítők, bordák, pillérek stb.) jelentősen módosítják a szerkezeten áthaladó energiaáramok nagyságát, de az ilyen típusú szerkezeti hőhidak hatását a számítások nem tükrözik jól.
Hogy egy hőszigetelés „mennyit ér”, az attól is függ, hogy mekkora felületről van szó. Egy kisebb – szoba méretű falszakaszon a sarkok, az ablakkáva miatti hőhidak következtében gyakorlatilag nincs is hőhíd mentes felület. Bizonyos esetekben a hőszigetelés szerepét maga a térelhatároló szerkezet is betöltheti, ha az, készítési eljárása és vastagsági mérete következtében a teherhordási és hővédelmi feladat teljesítésére egyaránt alkalmas. Falazott szerkezeteknél vagy falazott szerkezeti rétegeknél – az eddigieken kívül – a falazóelemek méretei is további kötöttséget jelentenek.
Az épületszerkezetek épületfizikai méretezése során ismerni kell az alkalmazott szerkezeti anyagok fizikai jellemzőit. Az anyagok minősége és ezzel összefüggő épületfizikai jellemzőik – a gyártási egyenetlenségből adódó – bizonyos szórást mutatnak. A gyártó vállalatok termékkatalógusai erről általában semmilyen információt nem tartalmaznak.
Az anyagok hővezetési, hőelnyelési és páradiffúziós tényezője a halmazsűrűség függvényében módosulnak. Ezek az értékek a hőmérséklettel is változnak, de az építési gyakorlatban előforduló hőmérséklet-tartományokban e változás elhanyagolható. Nem elhanyagolhatóak viszont a nedvességtartalom miatti változások, ezek figyelmen kívül hagyása olykor jelentős hibákat okoz. A fizikai jellemzőket befolyásolja ezenkívül a szálas, rostos anyagok rostjainak a hővezetés irányához viszonyított elhelyezkedése is: más a jellemző érték a rostokkal párhuzamosan és más a rostokra merőlegesen.
Gyártás
A szerkezetek esetében az anyaggyártásból adódó gyártási szóráshoz még a szerkezetgyártásból származó szórás is hozzájárul. Egyazon típusú és névleges méretű szerkezetek egyes darabjainak épületfizikai jellemzői között meglehetősen nagyok a különbségek, még üzemi gyártás mellett is. Az eltérés tovább nőhet helyszíni gyártáskor, illetve a szerkezet beépítésekor, főleg, ha a technológiai és szerelési utasításokat nem tartják be.
Inhomogén szerkezeti elemek (pl. vasbeton szerkezetek) esetében a hőhidaknak egy különös fajtájával állunk szemben. A betonba ágyazott vasalás – az acélbetétek méretétől és elhelyezkedésük sűrűségétől függően, különösen a kengyelek helyén – a gyakorlatban honidat jelent, ami növeli a szerkezet keresztmetszetének hőáramát, télen csökkenti a belső felületi hőmérsékletet.
Az egyenértékű hővezetési tényezővel számolva, helyesen adódik ugyan a szerkezeten télen átáramló hőmennyiség, de a határoló szerkezet belső felületi hőmérsékletének számításakor kapott átlagérték nem tájékoztat a tényleges felületi hőmérséklet eloszlásról. Ez azért gond, mert az egyes felületrészek tényleges hőmérsékletei a számított átlagosnál kisebbek lesznek, és adott esetben páralecsapódást okozhatnak.
Többrétegű szerkezetek
Többrétegű szerkezetek (pl. hőszigetelt panelek) esetében ugyancsak a panel egészének átlagos hővezetési tényezőjét szokás megadni. Ez az érték azonban nem ad felvilágosítást a peremhatásról, azaz arról, hogy mennyivel nagyobb a hőáram a panel nem hőszigetelt peremén a panel belső mezőjéhez képest.
A többrétegű határoló szerkezetek rétegfelépítése a szerkezetnek mind hő-technikai, mind páratechnikai viselkedését befolyásolja; az egyes rétegek anyaga és mérete – a rétegsorrend megadása nélkül – önmagában nem jellemzi a szerkezetet. A légrétegek hővezetési ellenállásának számítását nehezíti, hogy a légréteg vastagsága a megépített szerkezetben esetleg egyenetlen vagy mérete nem felel meg a tervezettnek. Építési, technológiai hibák miatt is keletkezhet előre nem tervezett légréteg, amennyiben a többrétegű határoló szerkezet valamely rétege nem fekszik fel tökéletesen, esetleg a szigetelőréteg megroskad, megroggyan.
A nyílászárók épületfizikai tulajdonságainak meghatározása jelenti a legtöbb gondot. A nyílászáró szerkezetek hőátbocsátási tényezőjével való számolás előtt meg kell győződni arról, hogy az a filtrációból származó hőveszteséget is magában foglalja-e, vagy csak a transzmissziós hőveszteségre vonatkozik. A filtrációs hőveszteség elkülönített számítása megkívánja a nyílászáró szerkezetek transzmissziós hőátbocsátási tényezőjének ismeretét. Utóbbi – üvegezett nyílászárók esetén – az üvegezett felület és a keret hőátbocsátási tényezőiből határozható meg számítással. A számítás azonban több bizonytalanságot is tartalmaz.
Légáteresztés szempontjából a nyílászárók két szempontból vizsgálhatók: a nyílászáró szerkezet, mint gyári termék légáteresztése, illetve a falba beépített nyílászáró légáteresztése szempontjából. Az előző érték magát a szerkezetet jellemzi, az utóbbi pedig a tok esetleges helytelen beépítéséből származó légáteresztést is tartalmazza. Előre gyártott lakóház falszerkezete hő technikailag a legkiválóbbak közé tartozik.
A tapasztalatok szerint ez utóbbi érték gyakran számottevő, nem elhanyagolható, figyelembevételéhez azonban meglehetősen kevés adatra támaszkodhatunk. További gond, hogy a beépítési pontatlanság mértéke nehezen becsülhető. A fa anyagú ablakkeretek az idő során elvetemednek, rongálódnak és emiatt a zárási hézagok megnövekednek. Az ebből adódó légáteresztés-növekedésre vonatkozóan sem állnak rendelkezésre megbízható adatok.
Az épületszerkezetekkel szemben különféle követelményeket állítunk, a különböző épületfizikai hatások tekintetében. Ha egy épületfizikai szempontból általánosságban kielégítő épületszerkezetet egy meghatározott hatással szemben kedvezőbbé kívánunk tenni, meg kell vizsgálnunk, hogy a tervezett javító hatású intézkedés az összes többi épületfizikai hatás szempontjából nem negatív hatású-e, nem hozza-e magával a többi jellemző esetleges meg nem engedhető mértékű romlását.
Falszerkezet belső hőszigeteléssel való kiegészítésekor például meg kell vizsgálni, hogy a határoló szerkezet akusztikai tulajdonságai – így pl. hanggátlás, kerülőutas hanggátlás – nem romlanak-e.
A nyílászáró szerkezetek kívánatosnál nagyobb mértékű légáteresztése a filtrációs hőveszteség növekedését okozza, ami egyértelműen energiapazarláshoz vezet. Ilyenkor a nyílászárók tömítésével csökkenthető a filtrációs hőveszteség, ám ha a nyílászárók légzárását olyan mértékig fokozzák, hogy az egészségügyi szempontból szükséges levegőcsere sem jön létre, akkor a hőhidak mentén a helyiség belső felületein penészképződés indul meg. A légáteresztés csökkentésének ilyen mértékét tehát mindenképpen el kell kerülni.
Hőátbocsátás
Általánosságban elmondható, hogy a hőátbocsátás és légáteresztés szempontjából kedvezőbb kialakítású nyílászáró szerkezetek a zaj ellen is jobban védenek.
Helyiségek épületfizikája
A helyiségeket úgy kell kialakítani, hogy az épületfizikai, egészségügyi követelményeket a létesítéskor lehetőleg kis ráfordítással, az üzemeltetés során pedig a természeti energiák minél jobb kihasználásával a lehető legkedvezőbb mértékben elégítsék ki.
Hővédelem szempontjából mindenekelőtt a különböző hővezetési tényezőjű anyagok és szerkezetek miatt, továbbá a különböző határoló szerkezetek találkozásánál, csatlakozásánál, nyílásainál és nyílászáróinál kialakuló hőhidakkal kell foglalkozni. Ezek belső felületi hőmérsékletének ellenőrzése a páralecsapódás szempontjából mindenképpen szükséges.
A nyílászárók, illetve üvegezett felületek és a teljes homlokzat arányának meghatározható egy olyan optimális értéke, amely mellett a helyiségek éves világítási és fűtési energiafogyasztása minimális. Ez az optimum természetesen egy sor egyéb paraméter megléte esetén érvényes.
A nyári hővédelem szempontjából nagy jelentőségű a helyiségek tájolása, az üvegezett felületek árnyékolása, a helyiségek hőtárolása, az éjszakai szellőztetés és – különösen egyszintes épületek esetében – a tetőfödém hőszigetelése, esetleg átszellőztetett tetőszerkezet alkalmazása. Ahhoz, hogy a helyiségben tartózkodó, bizonyos intenzitással jellemezhető munkát végző, adott öltözékű ember hőérzete megfelelő legyen, a levegő hőmérsékletének (relatív páratartalmának), a környező felületek közepes sugárzási hőmérsékletének, a levegő emberi testhez viszonyított relatív sebességének bizonyos érték együttese.
Az épületeknek statikai és épületfizikai szempontokon túl, meg kell felelniük a gazdaságossági, valamint az élet- és vagyonbiztonsági követelményeknek is. A gazdasági kívánalmak a helyes és a gazdaságos tervezést mindig szem előtt tartva elégíthetők ki. A takarékos lakóház építése külön könyv témája lehetne, ám nem jelentene igazi támpontot ez sem, hiszen a problémákat minden szakember másként látja, főként az építőanyagok gyártóinak vannak mindig gazdaságossági érveik. A gazdaságossággal kapcsolatos látásmód tehát igen változó.
Egy földszint plusz tetőteres lakóépületnél például a tetőtér beépítés lehetőségét, annak szerkezeti rendszerét alapvetően befolyásolja az, hogy az épület belső teherhordó főfalának iránya párhuzamos-e vagy merőleges-e a tető gerincéhez képest. Elterjedt megoldás az, amikor a középfőfal és a tetőgerinc iránya megegyezik (2/1. ábra), ez azonban kevésbé gazdaságos, ráadásul a tetőtér beépítéssel kialakuló lakrész faházjellege nem igazán kedvező. E megoldásnál a tetőtér hasznosításával kapcsolatban számos probléma adódik (pl. fedélszék, födém, oszlopok stb.).
Sokkal kedvezőbb megoldásokhoz segít a középfőfal tetőgerinchez képest keresztirányú betervezése (2/2. ábra). Ilyenkor a padlástér belső térkialakítása kötetlen, a zárófödém részben vagy teljesen azonos lehet az épület közbenső födémével.
A tervezést alapvetően befolyásolja a tetőidom kialakítása, mert a gerinc irányát a hatóság az utcakép szempontjából kikötheti. Az élet- és vagyonbiztonsággal kapcsolatos követelményeket a tervezett és megvalósítás alatt álló épületnek – az első kapavágástól az épület használatáig – ki kell elégítenie. A szabványok által szigorúan előírtak betartásában a fő szerep a szakembereké.
Az épületet, ezen belül helyiségeit, szerkezeteit, anyagait mind a külső környezetből, mind a belső zárt terekből különféle hatások érik. A sokféle hatás közül, e könyvben főként az épületfizikai kérdésekkel foglalkozunk, a hő-, a pára-, a légáramlással, valamint a zajhatásokkal. A valóságban ezek a hatások többé-kevésbé kölcsönkapcsolatban vannak, egymást befolyásolják. A következőkben ugyan külön-külön foglalkozunk e témakörökkel, azonban ez a kölcsönhatás nem elhanyagolható és nem hagyható figyelmen kívül. Az épületfizikai hatásokat mindig komplex szemléletmóddal, az egy időben fellépő valamennyi hatás figyelembevételével és a kölcsönhatások szem előtt tartásával kell kezelni.
Épületfizikai szempontból nem elhanyagolhatók a szerkezetekkel kapcsolatban a következők:
- az épületszerkezeteknek az épület használata közben eredeti állagukat minél hosszabb időn keresztül meg kell őrizniük, hogy funkcióikat maradéktalanul betölthessék;
- olyan kialakításúak legyenek, hogy a létesítés és üzemeltetés optimális ráfordításai mellett elégítsék ki az épület és a helyiségek funkciójától, használatától függő hőérzeti (komfort) feltételeket és az egyéb épületfizikai követelményeket.
Egy adott funkciójú épület szerkezete természetesen sokféleképpen megtervezhető anyaga, mérete, rétegrendje, kapcsolatai, térbeli elhelyezkedése stb. tekintetében. Az épületfizikai méretezés célja az ésszerű változatok között leggazdaságosabb megoldás kiválasztásának segítése.
Az épületszerkezetekkel szemben, a különféle hatások tekintetében, különböző követelményeket állítunk. Olyan megoldásokat kell összehasonlítani, amelyek önmagukban kielégítik a különféle követelményeket.
2/1. ábra Kevésbé takarékos padlástér beépítés a) alaprajz; b) d) a padlástér kihasználtsága
2/2. ábra Takarékos padlástér hasznosítás, a szilárd zárófödém egyúttal fedélszék is a)alaprajz; b) d) metszetek
Az építési munka előkészítése szűkebb értelemben közvetlenül a munkahelyre, azaz az épületre vonatkozik. Az előkészítési tevékenységek közé tartozik a szervezés, az organizáció és az ütemezés.
Az építésszervezés előmunkálatainak kezdete egybeesik a kivitelezési tervdokumentáció elkészítésének kezdetével. A tervezőnek a kivitelezési tervdokumentáció készítése során érdemes együttműködnie a leendő kivitelezővel. Ez az együttműködés a garanciája a kivitelezői adottságokkal számoló, jó terveknek. Az együttműködés nélkül kidolgozott tervdokumentációk nagyon gyakran csak időrabló észrevételezések, egyeztetések, esetleg áttervezések után kerülnek kölcsönösen elfogadásra. Az ilyen utólagos megállapodások rendszerint az építkezés megkezdésének eltolódását – nem egyszer építés közbeni akadályoztatását – okozzák.
A tervezés időszakában a tervező és a kivitelező együttműködésének köszönhetően a kivitelező alapos tájékozottságra tehet szert az építési helyszínről, az építmény tervezett elhelyezéséről és a felhasználni szándékolt anyagokról, továbbá az alkalmazandó technológiákról.
A kivitelező ismeretei, adottságai és tapasztalatai – a tervezői elképzeléseket vezérfonalnak tekintve – reális képet adnak:
- a kívánt mennyiségű és minőségű építési anyagok beszerezhetőségéről;
- az üzemi vagy segédüzemi előre-gyártás lehetőségeiről,
- az építés gépesíthetőségéről;
- a szakipari munkákhoz tartozó anyagok, szerkezetek és szerelvények beszerzési lehetőségeiről;
- a felhasználni szándékozott anyagok és szerkezetek tartósságáról;
- az alkalmas technológiákról stb.
Az építés-szerelési munkák költségvetésének elkészítéséhez, a vázolt tájékoztatáson kívül, a végleges adatok felvétele és rögzítése érdekében helyszíni bejárást kell tartani. A helyszíni bejárást a tervező készíti elő, és átadja a kivitelezőnek az építési terület helyszínrajzát, az építmény anyagkivonatát, esetleg az építkezés organizációs vázlatát. A tervező a helyszíni bejáráson rögzített adatok alapján készíti el a komplett tervdokumentációt. A helyszíni bejáráson mind a beruházó, mind a tervező és a kivitelező részéről állásfoglalásra jogosult szakembereknek kell részt venniük.
Az építésszervezés minden munkahelyen nagy jelentőségű, de legfőképpen a fővállalkozásban épülő többlakásos épületeknél fontos, ahol az épület kivitelezését műszaki és gazdasági szempontból is befolyásoló szervezésnek minden részletkérdését meg kell oldani. A részletek összehangolása, valamint a térbeli és időbeli szigorú rend betartása az építési üzem jó működésének kulcsa.
Az építésszervezés részfeladataiként el kell készíteni:
- a kivitelezendő épületen végzendő munkák mennyiségi és minőségi alapadatainak (anyagok, munkaidő-szükségletek, gépek) kimutatását;
- az építési anyagok, szerkezetek, termékek szállítási tervét;
- az építési anyagok, szerkezetek és termékek építéshelyi tárolásának raktározásának, valamint mozgatásának tervét;
- az építés gépesítésének (földmunka, anyag átalakítás, vízszintes és függőleges anyagmozgatás stb.) tervét;
- az építési hely berendezéseire vonatkozó elrendezési terveket;
- az építés ütemezésének terveit (munkamenet, technológiai folyamatok, munkaerő, szakma és létszám, gép, pénzügyi lebonyolítás).
Az építésszervezés előmunkálatainak ismertetésében eljutottunk a helyszíni bejárásig. Ebben a szakaszban a kivitelező a terveket illetően már tájékozott, de pontos mennyiségi és minőségi adatokhoz csak a bejárás eredményeit is tartalmazó, befejezett tervdokumentációból jut.
Az építkezés megszervezése
Az építkezések menetének tervezése a helyszínrajz és az organizációs vázlat készítésével kezdődik, amiket a tervező készít el, és a helyszíni bejáráson bocsát a kivitelező rendelkezésére. Az organizációs vázlat nem ad részletes megoldást az épület vagy épületek kivitelezésének módjára, csupán vázlatosan ismerteti az elképzeléseket. A helyszíni bejáráson rögzített adatok alapján, a tervdokumentációból kidolgozott alapadatok felhasználásával, készül a részletes organizációs elrendezési terv.
A részletes organizációs terv olyan részletességű, hogy arról a felvonulási épületek, építéshelyi utak, depóniák, gépek, közművek pontosan kitűzhetők. Szűkebb telkeken, forgalmas utak mellett, esetleg zártsorú beépítéseknél mind házilagos kivitelezéssel, mind vállalkozásban készülő épületeknél nagy jelentőségű az organizációs terv. A laikusoknak talán ijesztő az organizációs szó, de gondoljanak arra, hogy bennük merülnek fel legelőször a következő kérdések: vajon hol helyezhető el a temérdek anyag a telken, hová köthető be az ideiglenes áram és víz?
Éppen ezeket a kérdéseket kell megválaszolnia az organizációs tervnek nevezett tárolási és felvonulási helyszínrajznak.
Organizációs helyszínrajz, oldalhatáron álló lakóépülethez:
1 épülő épület; 2 telek; 3 közterületi felvonulási terület, 4 konténer; 5 cementraktár; 6 homok-depónia; 7 oltott mész; 8 oltóhely; 9 habarcskeverő gép; 10 habarcsláda; 11 kavicsdepónia; 12 betonkeverő gép; 13 téglarakás; 14 vasbeton gerenda; 15 vasbeton kiselemek; 16 felvonulási út; 17 szomszédos telek felvonulási területe; 18 autódaru; 19 daru gémkinyúlása; 20 fenyő fűrészáru; 21 zsaluzófa; 22 betonacél; 23 zsaluzat- és betonacél-előkészítő (a 20-24 lesz a majdani tetőszerkezet előkészítő terület); 24 cserép, béléselem; 25 ideiglenes kerítés; 26 vízmérő; 27 vízvezeték; 28 vízvételi hely; 29 elektromos légvezeték; 30 elektromos gumikábel csatlakozás; 31 mérő-csatlakozóhely; 32 járda; 33 ideiglenes járda; 34 szomszéd épület
Ha az anyagi lehetőségek megengedik a telken való anyagtárolást, mérlegeljük a következő szempontokat:
- A tervezett épület kitűzése előtt szállíttassuk be a telekre az olyan anyagok zömét, melyeket nem kell daruzni a beépítésre.
- A habarcs- és betonkeverés területe a tervezett épületen belül legyen.
- Az oltott meszet ne gödörben, hanem az épülethez szükséges homokból készített szint feletti tárolóban helyezzük el. Az ilyen tároló egyszerűen elkészíthető: a kör alakú homokdepónia kráterszerű tölcsérrésze a mésztároló. A tölcsérbe egy normál, összefüggő (ép) fóliát kell beteríteni. Az oltás a kráter peremén kialakított, 3-5m2 nagyságú homokpadra vagy kisbakra telepített pallóterítékű munkaszinten történik. A darabos meszet a ferde följárón kell felszállítani, az oltóvizet pedig gumicsövön át. Felhasználásnál a kibontott „kráter” oldalon a mindig képlékeny mész adagolható a depóniának használt homokból.
A mész oltásához mészoltó gödör létesítését a következők miatt nem javasoljuk:
– a kitermelt föld miatt nagyobb a területi igény (és a kikerülő föld szennyezi az építési homokot is);
– a pihent mész gyorsan megkeményedik és minősége csökken, valamint – szakmai zsargonnal szólva – nem annyira „szapora”;
– a mész kitermelése a gödörből sokkal körülményesebb;
– az esetleg később szikkasztóként hasznosítani szándékozott gödör egyrészt nem feltétlenül a legjobb helyen van, másrészt fala a lúgos mésztől kissé már eleve elzsírosodik. - A megmaradó téglalap alakú terület hasznosítható a betonacél tárolására és előszerelésére. Célszerű e helyet úgy megválasztani, hogy a betonvas-telepként használt terület elegendő legyen majd a tető zsinórpadjához is.
- A nagy elemes, azaz a daruval mozgatható anyagokat mindig az épület és az út közötti, esetleg oldalkerti vonalon helyezzük el, a daruval való megközelítés és gyors beépítés érdekében.































































