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).
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:
[table id=314 /]
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: Megfelelő hőszigetelésű falazat szerkezeti felépítése.
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.
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.
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. 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.
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: 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.