Építési ismeretek

Milyen hőszigetelés fajták vannak: fal, padló, tetőtér hőszigetelések

Az épületek hőveszteségének mértékét nagyban befolyásolják a beépített építőanyagok, és az elkészített hőszigetelő vakolatok, vagy szerkezetek. Az épületszerkezeteken távozó hő mennyiségének kiszámítási módszerét a “Hőtechnikai és épületfizikái alapismeretek” című részben már megismertük. A most következő fejezet a hőszigetelési módszerek megismertetésével foglal­kozik.

Az energia árának hirtelenszerű (és azóta folyamatos) emelkedése a hetvenes évek közepé­től komoly feladat elé állította az építőipar szakembereit. Olyan épületeket kellett tervezni és építeni, amelyeket takarékosan lehetett fűteni, és az általános háztartási energia-felhasználás minimális szinten valósítható meg.

Az épületek élettartama az építőanyagokon és a belőlük kialakított csomópontokon múlik. A hagyományos építészet követői régen úgy tervezték házaikat, hogy azok lehetőleg hosszú ideig használhatóak legyenek. Az általuk alkalmazott hagyományos építőanyagok mellett az ipar fejlődésével megjelentek azok a komfortot növelő szerkezetek, rendszerek, amelyeknek az élettartama lényegesen rövidebb az épületszerkezetek élettartamánál. így például a jól megépített épületgépészeti hálózatok nagy része nem használható negyedszázadnál tovább, és ennél még a jelenleg épített házakat is hosszabb időre tervezik.

Felhasznált anyagok élettartama, problémákkal a szigeteléssel

A korszerű épületek építése során alkalmazott technológiák és építőanyagok csökkentik a felhasznált anyagmennyiséget. A felhasznált anyagok és kapcsolóelemek élettartama még nem bizonyított teljesen. Ez az egyre nagyobb mértékben alkalmazott műanyagokra is vo­natkozik. A környezeti hatásoktól nem védett műanyag szerkezetek jelentős mértékben öre­gedhetnek, és ez különösen akkor jelent nagy problémát, ha a szerkezet cseréje csak az épület, vagy az épületszerkezet bontásával oldható meg.

A műanyag szerkezetek már beépí­tésnél is megsérülhetnek, de a napsugárzás hatására meginduló bomlás is leronthatja a várt hőszigetelő hatást. Problémák adódhatnak például a műanyag lemezből készült tetőszigetelésekkel kapcsolatban is. Itt nemcsak az okoz gondot, hogy nem figyelik az anyag tulajdonsá­gainak változását, hanem a garantált élettartam lejárta után sokszor elmulasztják a szerkezet cseréjét.

Hőszigetelő falazóanyagok

A hőszigetelő anyagok fontos csoportját alkotják a falazóanyagok. Hőszigetelő képességük növelésével szilárdságuk automatikusan csökken. Ezért a szilárdság szempontjából is fontos határolóknál különválik a statikai és a hőszigetelési funkció. A mindkét funkciót ellátó fala­zatok – jóllehet megfelelnek a beltéri hőszigetelési előírásoknak- teherhordó képessége csak jelképes. Egyre gyakrabban választják szét a hőszigetelő és a teherhordó képességet, és a hőszigete­lést külön réteggel valósítják meg. Az így beépített ásványi szál, vagy műanyag hab hőszige­telő hatásfoka igen jó, de ezek az anyagok sérülékenyek, a műanyag habok időállósága még nem ismert.

A hőszigetelő rétegek helye

A hőszigetelő rétegek elhelyezkedését az határozza meg, hogy milyen szerkezetet akarunk szigetelni. A falszerkezeteknél a hőszigetelő réteget kétféleképpen lehet elhelyezni. Belső oldalon elhelyezett réteg esetén a fal hőtároló képessége nem érvényesül. A helységeket könnyen fel lehet fűteni, de a hőtermelés megszüntetése után hamar ki is hűlnek. A belső oldalon problémát okozhat a hőszigetelő réteg védelme. A fal külső oldalára helyezett réteg­nél megmarad a fal hőtároló képessége, így ez a szigetelési mód javasolható (23. ábra).

Falazatok hőszigetelési megoldásai

23. Ábra: Falazatok hőszigetelési megoldásai. 1 Lemezek felragasztása. 2 Baumit EPS homlokzati szigetelőlapok. 3 Ragasztótapasz. 4 Baumit üvegszövet. 5 Baumit dörzsöltvakolat.

A szigetelés elkészítésénél – itt is – arra kell vigyázni, hogy megfelelő burkolat, vagy kéreg réteg védje a hőszigetelő anyagot. Ennél a megoldásnál előnyként jelentkezik az, hogy a homlokzaton nem keletkezik hőhíd és a felület egységes lesz. A talajon fekvő padlószerkezeteknél a hőszigetelés a nedvesség elleni szigetelésre kerül rá, míg a pincefödémeknél a födém réteg­rendjében foglalhat helyet. Elkészíthető ragasztással is a födém alsó síkjára.

A padlásfödémeknél a hőszigetelés a födém felső síkjára kerül. A padlásterek beépítésénél a ferde tetősíkoknál az alsó burkolat és a külső héjazat közé kell elkészíteni ezt a réteget.

A hőszigetelő anyagok

Az építőiparban használt anyagok közül azokat az anyagokat nevezzük hőszigetelőnek, amelyek hővezetési tényezője légszáraz állapotban kisebb 0,2-0,25 W/(m*K) értéknél. Az alacsony hővezetési tényező azt jelenti, hogy a rossz hővezető anyagok általában jó hőszige­telők, és a rossz hőszigetelő anyagok általában jó hővezetők.

1. táblázat:

Az anyag megnevezése:Hővezetés (W/(m*K):
Gázbeton fal vékony fugákkal0,240
Fa (tölgy)0,210
Fa (lucfenyő)0,140
Jól szigetelő gázbeton és téglafal0,200
Parafa0,045
Kókuszrost0,045
Kőzetgyapot0,040
Polisztirolhab0,040
Polisztirol extrudált hab0,030
Poliuretánhab0,030
Álló levegő0,026

Az alacsony hővezetési tényező mellett ezeknek az anyagoknak el kell viselniük a rájuk jutó terheléseket, jól vakolhatóak legyenek, ne tegyen kárt bennük a nedvesség, a rovarok, és a gombák ne költözzenek a hőszigetelő rétegekbe.

A hőszigetelő anyagokra jellemző a nagy porozitás és az ehhez tartozó kis testsűrűség. A pórusok mennyiségének növelésével azonban csökken az anyagok szilárdsága, így a jó hő­szigetelő képességhez általában alacsony szilárdság tartozik. A jó szigetelő képességet a pórusokba zárt levegő biztosítja, de fontos a pórusok mérete és alakja is. A túlzottan nagy pórus két eltérő hőmérsékletű felülete között áramlás jöhet létre, ami a szigetelőképességet erősen lerontja.

A hőszigetelő képesség szempontjából a kis méretű pórusok az előnyösek. Ha a hőszigetelő anyagok pórusai egymással összekötött vékony üreget alkothatnak, akkor nyitott üregű hőszigetelő anyagokról beszélünk. A nyitott üregek lehetővé teszik a levegő szabad átáramlását, ezért ezek az anyagok kevésbé szigetelnek. Gondot okozhat, hogy a nyitott üregekbe behatoló víz rontja a szigetelő képességet.

A hőszigetelő anyagokat az előállításukhoz felhasznált alapanyag szerint két csoportra oszthatjuk:

  • szervetlen alapanyagból;
  • szerves alapanyagból készített szigetelőanyagok.

Az alábbi felsorolás megmutatja a legjellemzőbb szerves és szervetlen hőszigetelő anyago­kat.

Szervetlen hőszigetelő anyagok:

  • perlit és perlitből készült termékek;
  • kőszivacs;
  • szálas hőszigetelő anyagok.

Szerves hőszigetelő anyagok:

  • parafa;
  • nádlemez;
  • műanyag habok.ű

Perlit

A perlit fehér színű szemcsés termék, amelyet a nyers perlit (riolitos vulkáni, üveges kőzet) kőzet hevítésével állítanak elő. Az égetés hatására a térfogatát kb. 10-12 szeresére növeli. Kis halmazsűrűségű, nagy porozitású, jó hőszigetelő képességű, nem éghető, semleges kém­hatású, öregedésálló, korróziót nem okozó hőszigetelő anyag. Zsákokban ömlesztve kerül forgalomba; hőszigetelő habarcsok és betonok keveréséhez használható. Ismert víztaszító (hidrofób), és bitumennel kevert változata is (bitumoperlit). A perlitpaplan műanyag fóliába zárt ömlesztett termék (paplanszerűen steppelt).

Kőszivacs

A kőszivacs tulajdonképpen egy speciális, égetett agyagtermék. Az agyagba éghető szerves anyagokat kevernek, amelyek az égetés során kiégnek és a helyükön maradó levegő okozza a jó szigetelő képességet. Szilárdságuk kicsi, nedvszívó képességük viszont nagy. A válaszfal­laphoz hasonló méretben készülnek 4-6-8-10 cm-es vastagságban.

Szálas hőszigetelő anyagok (salakgyapot, kőzetgyapot és üveggyapot)

A szálas hőszigetelő anyagokat kohósalakból, különböző kőzetekből, és kvarchomokból állítják elő. Az olvadásig felhevített alapanyagokat centrifugázással szálazzák, és a szálakat a vattához hasonlóan tömörítik, formázzák. így a nagy levegőtartalmú termékekben a levegő nem tud mozogni; ez biztosítja a jó hőszigetelő képességet. Az elemi szálakból készült leme­zek hajlékonyak, nem töredeznek, és műgyanta kötőanyag hozzáadásával szilárdítani lehet őket. Salakgyapot, kőzetgyapot és üveggyapot elnevezéssel forgalmazzák ezeket a terméke­ket.

Parafa

A parafa kérgének sejtfalai nagyon vékonyak, így a pórusok közé zárt levegő miatt jó a hő­szigetelő képességük. Rugalmasak, a levegőt és a nedvességet nehezen engedik át. A 300-400°C-os zárt környezetben a parafa sejtjei megduzzadnak, és a hőszigetelő képesség még tovább javul. Ezt a parafa terméket expandált parafának nevezik.

Nádlemezek

A nádlemezek alapanyaga az éretten levágott nádszál. A szálakból kézi, vagy gépi úton le­mezeket készítenek úgy, hogy a szálakat drótozással kötik össze. A lemezek hossza általá­ban 2 m, szélességük 50 vagy 100 cm, vastagságuk 5-8 cm.

Műanyagok

A műanyagokat a nagy nyúlóképesség miatt jól lehet habosítani, szinte minden műanyag­ból lehet habot készíteni. A habosítás után szivacsos tulajdonságú anyagot kapunk, amely­nek jó hőszigetelő tulajdonságai lesznek. Kétféle változata terjedt el: a polisztirol és a poliuretán. Cellaszerkezetük lehet zárt és nyitott. A nyitott szerkezetűek jó hőszigetelők, jó hangelnyelők. Hátrányuk a nagy vízfelvevő képesség, ami rontja a szigetelő képességet. A zárt szerkezetűek hátrányos tulajdonsága az, hogy rossz a hangelnyelésük.

A fal és padlók hőszigetelése

Korszerű falszerkezetek láthatók a követ­kező ábrákon. A 24. ábrán olyan egyrétegű falszerkezet látható, ahol a falazóelem egy­magában kielégíti a kmax ≤ 0,7 W(m2 * K) értéket. Az épület állékonysága miatt vasbe­tonból készült koszorúra, és beton vagy vasbeton anyagú lábazatra van szükség.

Ezeket a szerkezeteket kiegészítő hőszigete­léssel kell ellátni. Mivel a külső oldalon alkalmazott hőszigetelés ki van téve a csa­padék hatásainak, ezért ide zárt pórusú mű­anyag építhető be. Ennek a szigetelésnek azonban az a hátránya, hogy az elérhető helyeken mechanikailag védeni kell, és a ha­gyományos felületképzést nehéz megoldani. Ezért a járda magasságában műkő lábazatot kell készíteni, a koszorú elé pedig rabic hálót kell erősíteni azért, hogy könnyen vakolható legyen, és később se keletkezze­nek repedések.

24. Ábra

24. Ábra: Megfelelő hőszigetelésű falazat szerkezeti felépítése.

25. Ábra

25. Ábra: Falazat előtti hőszigetelő vakolatrendszer.

A 25. ábrán olyan falszerkezet látható, ahol a szerkezet csak kiegészítő hőszigetelő (pl. Terranova) vakolattal vagy Dryvit bevonatrendszerrel ellátva felel meg az élő­írásnak. Itt is el kell készíteni a vasbeton szerkezetek előtti hőszigetelést. Az egybe­függő külső szigetelőréteg miatt a koszorú előtt elegendő a kisebb hőszigetelő képessé­gű, pl. gázszilikát (YTONG) hőszigetelő lap alkalmazása. Ennek az az előnye, hogy könnyen beépíthető, és nincs szükség külön zsaluzatra.

26. Ábra: Szerelt jellegű hőszigetelés.

26. Ábra: Szerelt jellegű hőszigetelés.

A 26. ábrán a teherhordó falazat elé sze­relt hőszigetelő réteggel és táblás, vagy pik­kelyes burkolattal készült falazat elvi meg­oldása látható. A szálas szigetelőanyag-­táblát léckerettel erősítik a falszerkezet kül­ső felületére. A külső burkolat is szerelt jellegű, pl. azbesztcement táblák, PVC burkolat, hornyolt deszka stb. alkalmazható. A hőhidak elé itt is további hőszigetelés kerül, a koszo­rú előtt ennél a megoldásnál is gázszilikát hő­szigetelő lap javasolható. A padlószigetelés beé­pítése mellett a lábazat előtti hőszigetelés el­hagyható, ha a hőszigetelő falazat mélyebbről indul, mint a padlószigetelés.

27. Ábra: Többrétegű hőszigetelt falazat.

27. Ábra: Többrétegű hőszigetelt falazat.

A 27. ábrán háromrétegű szerkezet látható. A teherhordó falazat 25 vagy 30 cm (kisméretű téglából, vagy B 30-as falazóblokkból készül­het) vastag. Erre szerelik a műanyag hőszigetelő táblákat. A külső burkolat kisméretű téglafal. A burkolat tömege miatt a nyílászárók fölött acél­ból készült kiváltó javasolható. A burkolófal (pl. klinker tégla) az alaptestre támaszkodhat, ezért nincs szükség külön lábazatképzésre. Bár a szerkezet épületfizikai szempontból előnyös, hátránya, hogy nagy az élőmunka-igénye.

A padlóburkolatok szige­telése

A földszinti padlószerkezetnél a hő és a ned­vesség elleni védelem a fő szempont. A nedves­ség elleni védelem elsősorban azt jelenti, hogy a talaj nedvességét távol kell tartani a helyiségtől. A talajra épített padlónál a lábazat magasságá­ban a teljes padlósíkot védeni, illetve hőszigetelni kell. A betonaljzat alatti kavicsfeltöltésnek az a feladata, hogy megszüntesse a talajban a kapilláris felszívódást. A padlóburkolati réteg­rendben a nedvesség elleni szigetelés védi a padlóburkolat (hideg, vagy meleg padló) anya­gát a nedvességtől.

A pince feletti födémeknél a hőszigetelés az elsődleges. A hőszigetelés a födém rétegrendjé­ben helyezhető el, bár felragasztható a födém alsó síkjára is.

Hőszigetelés a talaj felé (pince nélkül)

A pince nélküli épületeknél a hőáramlás megindul a padló irányában is (28. ábra). Ezért a talajon fekvő padlókat is hőszigetelni kell. A rétegrend kialakításá­nál az aljzatbeton és a nedvesség elleni szigetelés elkészítéséig minden azonos. A nedvesség elleni szigetelésre lehet elhelyezni a hőszigetelő réteget. A padlóburkolatra kerülő terhelések miatt ennek az anyagnak lépésállónak kell lennie. A hőszigetelő rétegre egy technológiai szigete­lést (pl. fólia) kell helyezni, ezzel megakadályozható a hőszigetelés betonozás közbeni tönk­remenetele.

28. Ábra28. Ábra: Hőveszteség a padló és a lábazat irányában.

A szigetelést védő betonra hagyományos padlóburkolatok kerülhetnek. A rétegrend kialakításánál előre meg kell tervezni az egyes rétegeket, és a falazási munkáknál a magasságokat ennek figyelembevételével kell megállapítani. A hőszigetelő táblák elhelyezé­sekor ügyelni kell arra, hogy a lemezek összeérjenek. A falnál függőleges felhajtással lehet elkészíteni a csatlakoztatást. Utólagos eljárással a padlóburkolatok hőszigetelése nem lehetséges, ezért az építés közben kell megoldani ezt a feladatot.

Hőszigetelés a pince felé

A pincefödémek rétegrendjében a hőszigetelés a nyers födémszerkezetre kerül. A túlságo­san egyenleten felső síkra kiegyenlítő simítást kell készíteni. Az elhelyezett hőszigetelő réteg­re technológiai szigetelést kell helyezni. A rétegnek lépésállónak kell lennie, mert az összenyomódás a rétegrend tönkremenetelét okozza. Ez megvédi a hőszigetelő anyagot a betonozás nedvességétől. A rétegrendben a betonozásra kerülhet a padlóburkolat. A padlás­födémeknél általában ugyanez a rétegrend alkalmazható, azzal az eltéréssel, hogy a felső burkolat általában elmarad.

Az alsó oldali, alulról ragasztott szigeteléseket teljesen sima, alsó födémsíkra lehet elkészí­teni. A ragasztást teljes felületű, vagy foltonkénti ragasztással lehet elvégezni. A rétegre általában egy vékony glett réteget szoktak készíteni. Ügyelni kell arra, hogy a szigetelő réteg folyamatos legyen, ne alakuljanak ki hézagok a táblák között.

A tetőterek hőszigetelése és hőszigetelő vakolatok

A 29. ábrán a tetőtér-­beépítést és a földszinti födémréteg felépítését mutatjuk be. Tetőtér-beépítés esetén a nagy nyári hőterhelés miatt jó hatásfokú hőszigetelést kell alkalmazni, és meg kell oldani a külső héja­zat alatti tér kiszellőztetését is. Ezért a héjazat lécezését egy ellenléccel meg kell emelni a sza­rufa fölé. A külső teret a héjazat alatti nedves­ségszigetelő réteggel kell ellátni.

Ez a másod­lagos szigetelő réteg véd a porhó és az esetleges beázások ellen. Hőszigetelés céljára ásványgyapot táblát ajánlatos használni, mert ennek jó a hőstabilitása (a padlástérből előforduló szélsőséges hőmérséklet károsíthatja a műanyag habot). A hőszigetelést a lakótér felöl párafékező réteggel kell védenünk.

29. Ábra: Tetőtér-beépítés hőszigetelése.

29. Ábra: Tetőtér-beépítés hőszigetelése.

A helyiséget határoló térdfalat szerelt és falazott szerkezetből építhetjük. A szerelt szerkezet­nél a hőszigetelést mindkét oldalról meg kell támasztani. Ez a belső oldalon – szerelt fal ese­tén – a helyiség burkolata; építőt falnál a könnyű válaszfalszerkezet. A födémszerkezet és a hőszigetelés közé párakiegyenlítő réteget kell elhelyezni. Technológiai nedvességvédelem szükséges a hőszigetelés fölé azért, hogy a be­tonburkolat készítésekor a hőszigetelés ne károsodjon. (Tetőterek és homlokzatok szigetelé­sére mutat konkrét szerkezeti megoldást a 30. ábra.)

30. ábra

30. Ábra: Többrétegű falszerkezet és tető csomópontja. 1 Burkolati fal. 2 Függőleges légrés. 3 Hőszigetelés. 4 Habarcskenés. 5 Szellőzés. 6 Fólia. 7 Tetőszellőzés. 8 Madárháló. 9 Cserépfedés. 10 Ereszdeszkázat.

 A hőszigetelő vakolatok

A hőszigetelő vakolatokat általában a homlokzatok külső síkjára készítik el. A falfelületre a hagyományos alapvakolat helyett egy hőszigetelő alapvakolat kerül. Ennek a vakolatréteg­nek az adalékanyaga duzzasztott perlit, vagy polisztirolgyöngy. A habarcs kötőanyaga mészhidrát és cement. A keverékhez a gyártók speciális adalékszert is kevernek. A száraz­habarcsként forgalmazott termékeket a helyszínen kell megkeverni keverővíz hozzáadásával. A vakolat kézzel és géppel egyaránt felhordható.

Az alapvakolatokat oldalfalra 5 és 10 cm közötti vastagságban lehet felhordani. Ajánlatos a vakolatot több rétegben elkészíteni. Az 5 cm-nél vastagabb rétegeket teherhordásra mére­tezett hálófelfüggesztéssel lehet elkészíteni.

Felújítási munkáknál az alapvakolatot csak megfelelően előkészített felületre lehet felhor­dani. A nem megfelelő szilárdságú részeket le kell verni, és a felületre gyári gúzoló réteget kell felhordani. Ezt az előnedvesítést legalább 1 nappal a vakolás megkezdése előtt el kell végezni.

Az alapvakolat rétegre kerül a színező réteg amelynek vastagsága 3-10 mm. A fedő színe­ző réteg eldolgozása változó lehet.