Építkezés

Mesterséges falazóanyagok

Az alapanyagot a falazóanyagok előállításához a homok, horzsakő, mész, agyag és gipsz szolgáltatja. Ezekből az alapanyagokból a falazóelemeket hő, nyomás, vízgőz vagy különböző vegyi anyagok hozzáadásával állítják elő.

Sajnos még mindig a monolitikus építési mód van gyakorlatban; vagyis a külső falazat kiképzésekor csak egyetlen szint, a falazótégla szintje kerül kialakításra, amelyet belülről és kívülről vakolattal látnak el. Ahhoz, hogy ezzel a módszerrel valamelyest is elfogadható hőszigetelést kapjunk, nagy falvastagságra, minimálisan 36,5 cm-es falazatra van szükség:

Előnyök:

  • jó statika,
  • jó hangszigetelés,
  • nagyon jó tűzvédelem,
  • egyszerű építési mód.

Hátrányok:

  • átlagos hőszigetelés,
  • alacsony hőmérséklet a belső felületeken.
  • a hőhidak erősödése, vakolatleválások a külső felületen, nagyobb energiaköltségek.

Sűrűség ρ (ejtsd: ró)

A falazóanyagok- alapanyaguk függvényében – kisebb vagy nagyobb hővezető képességgel rendelkeznek. Minél kevesebb lyuk, és ezzel együtt levegő van a téglában, annál sűrűbb és nehezebb az építőelem. Ezt a tulajdonságát az anyagnak a sűrűség írja le, amelynek jele ρ, mértékegysége (kg/m3).

Építési és szigetelő anyagokkg/m3W/(mK)
pórusos tégla5900,09
6900,14
7900,18
gázbeton tégla5000,22
6000,24
7000,27
mészhomok-tégla1.0000,50
1.2000.56
1.6000,79
acélbeton2.3002,10
fenyőfa6000,13
lombhullató fa8000,20
poliuretán (PUR)300,03
parafa1000,04
farost2000,05

A táblázatból világossá válik, hogy minél kevesebb az anyagba zárt levegő, annál nagyobb a sűrűség, annál nagyobb a hővezető képesség (és annál rosszabb a hőszigetelés), míg egyidejűleg egyre javulnak a szerkezet statikai, hangszigetelés-technikai és hőtároló tulajdonságai.

Jegyezzük meg! Minél több a levegő az építési vagy szigetelési anyagban, annál könnyebb az anyag, annál kisebb a hővezető képesség λ (és annál jobb a hőszigetelés), ugyanakkor folyamatosan romló tulajdonságokat mutat a statika, a hangszigetelés és a hőtárolás vonatkozásában.

Tégla

A legnagyobb piaci részesedést képviseli (Poroton, Kellerer, Unipor és a Wiener-berger), amelyek 240, 300, 365 vagy 490 mm-es méretben kaphatóak. A téglát az agyag 900-1.100 °C-on történő kiégetésével állítják elő. Az alkalmazási területtől függően a DIN 105 szabvány szerint három fő fajtát különböztetünk meg:

tömör tégla(T)lyukak aránya <15%
állólyukú téglalyukak aránya >15%
nagy falazóblokkpórusos

Az alapanyagok széles körű rendelkezésre állása miatt korábban rövid szállítási utakkal kellett számolni. Napjainkban azonban az európai téglagyártás centralizálódó tendenciát mutat. Az primerenergia-felhasználás a különböző termelési eljárások miatt az egyes típusok esetében nagy különbözőséget mutat: az állólyukú tégla esetében a felhasználás kb. 430 kWh/m3, a klinkertégla esetében 1.750 kWh/m3. Az alapanyag, az agyag tömegesen fordul elő, a megmunkálás költségei jelentéktelenek.

Alkalmazási területek

  • A klinkert, vagy előfaltéglát homlokzatok kialakítására használják. Ez a tégla különösen nyomásálló és fagyálló, sűrűsége mintegy 1.000-2.200 kg/m3.
  • Az állólyukú és könnyített állólyukú téglát a vakolt és burkolt falak kialakítására használjak, sűrűsége 1.000-1.400 kg/m3.
  • A pórusos téglát „hőszigetelő” falazatokhoz alkalmazzák, sűrűsége 500-1.000 kg/m3.

A kisebb sűrűségek, amelyet fűrészpor vagy polisztirol-golyócskák hozzákeverésével érnek el, lehetővé teszik akár a 0,09 W/(mK)-es hővezető képességet is. A tégla kiégetésekor a hozzákevert anyagok elgazosodnak, aminek következtében a pórusok (levegő) aránya jelentősen megnövekszik.

Mindenekelőtt a pórusos tégla előállítása során benzol- és sztirolemisszióval kell számolni, amelyek azonban a modernebb létesítményekben elszívhatóak és elégethetőek. A falazóhabarcs által alkotott hőhidak elkerülése érdekében műgyantatartalmú, vékony rétegű habarcsot alkalmazzunk, amely alacsony hővezető képességgel rendelkezik.

Sokféle formátumú tégla létezik

A formátumokhoz sokféle sűrűség, és ennek megfelelően magas vagy alacsony hővezető képesség kapcsolódhat. Az energetikailag „legjobb” téglák, amelyeknek alacsony a hővezető képessége, egyidejűleg alacsonyabb nyomásállóságot mutatnak (ami az épület statikája szempontjából nem előnyös), ugyanakkor ezek a legdrágább falazóanyagok. A piac azonban a további alternatívák egész sorát kínálja.

Mészhomok-tégla

A mészhomok-téglát gőznyomás segítségével mintegy 200 °C-on, “kvarchomokból és égetett mészből (az arány 9 : 1) állítják elő. Ez a fehér falazótégla szintén minden méretben (lásd fent) és sűrűségben rendelkezésre áll.

A DIN 106 szerint az alkalmazási területtől függően ennek is három fő típusa létezik:

  • Tömör mészhomok tégla (TMT) (lyukak aránya <15%)
  • Likacsos mészhomok tégla (LyMT) (lyukak aránya >15%)
  • Mészhomok falazóblokk (lyukak aránya >15%)
Jó tudni! A mészhomok-tégla 600 és 2.200 kg/m3 közötti sűrűség esetében érezhetően rosszabb hőszigetelő tulajdonságokkal bír, mint az agyagtégla, ugyanakkor nyomásállósága is jelentősen nagyobb. A primerenergia-felhasználás az előállítás során mintegy 330 kWh/m3 (p = 1.400 kg/m3 sűrűséggel számítva), meglehetősen alacsony, az anyag megmunkálása egyszerű, a szükséges anyagok pedig szintén tömegesen állnak rendelkezésre.

Alkalmazási terület

Az előfal-mészhomoktéglát fagyálló homlokzatok és vakolt falak létrehozására használják. A tömör és likacsos mészhomok-téglákat válaszfalak, belső- és pincefalak építésére használják.

A külső falazatokhoz készült mészhomok síkfelületű téglák sűrűsége 1.000-2.200 kg/m3 között helyezkedik el, és ennek megfelelően magas, mintegy A = 0,50 W/(mK) hővezető képességgel rendelkeznek. Ennek köszönhetően olcsó, és statikailag kiemelkedően alkalmas építőanyagot adnak. Külső falak esetében ezért ezeket az előnyöket egy külső hőszigeteléssel kiegészítve alkalmazzuk. Ez esetben hőszigetelő rendszerről beszélünk (HSZR).

Betontégla

Mindenekelőtt homokból és cementből különböző adalékanyagok hozzáadásával különböző tulajdonságú építőelemeket állítanak elő. Mivel a beton a maga 2.000 kg/m3 -es sűrűségével semmiképp sem nyújt hőszigetelést, a sűrűség csökkentése, és ezzel együtt a hőszigetelési tulajdonságok javítása érdekében különböző adalékanyagok alkalmazása szükséges.

Alkalmazási területek

  • A kohósalak-téglák (ST) azonos formátumokban és nyomásállósággal készülnek, mint a likacsos mészhomok-téglák. Ezeket kohósalakból állítják elő a DIN 398 alapján (mintegy 500 kWh/m3).
  • A beton falazóblokkot garázsok és pincefalak építésére alkalmazzák. Manapság még általában normál kivitelben gyártják ezeket, ritkán azonban már alkalmazzák a T-blokkokat.
  • A könnyűbeton téglák kaphatóak tömör téglaként, likacsos téglaként és falazóblokk formájában is külső falak képzésére. A DIN 18151 szerint ezeket 1-4 kamrás változatban gyártják, a pórusos szerkezetet különböző adalékokkal érik el, úgymint téglazúzalék, duzzasztott agyag, kohósalak, horzsakő, parafadara vagy faliszt. Ezzel alacsony anyagsűrűséget tudnak elérni (500-1.200 kg/m3), ennek megfelelően relatíve alacsony hővezető képességgel. Az adalékanyag és az előállítási eljárás függvényében az egyes termékek primerenergia-felhasználása a gyártás során erősen ingadozik: egy agyaggal dúsított könnyűbeton-elem esetében mintegy 470 kWh/m3, a salakbeton esetében csupán 200 kWh/m3 körüli az energiafelhasználás,
  • A pórusbeton falazóelem (G) vagy pórusbeton síkfelületű falazóelem (GP) külső és belső falak építéséhez használatos. A DIN 4165 szerint 70%-ban finom homokból és valamilyen, pl. alumíniumbázisú pórusképző adalékanyagból készül. Ismertek ezek az építőelemek gázbeton falazóelem néven is (márkanevek pl. az Ytong, Hebel).

A nagy szilárdság mellett csekély súllyal bírnak (400-S00 kg*W-es sűrűség), így akár a 0,090 W/(mK) hővezető képességet is elérhetik, amely minden mesterséges falazóanyagok közül a legjobb szigetelési értéknek tekinthető a tégla kivételével. A sűrűségnek megfelelően a primerenergia-felhasználás 300-550 kWh/m3. A beton falazóblokkok körében vannak különleges fejlesztések is, amelyeknek célja az elemek méreteinek csökkentése, ám ugyanakkor a hővezető képesség csökkentése, pl. duzzasztott agyag falazóelemek polisztiroltöltettel.

Vannak azonban más megoldások is: a kívánt épületmagasságot polisztirol-falzsaluzó elemekkel rakják fel, majd az elemeket könnyűbetonnal öntik ki (pl. Isorast rendszer).

Összefoglalva

A „legjobb” tégla- és pórusos beton-falazóelemekkel hasonlóan jól szigetelt külső falakat építhetünk, azonban számba kell vennünk a monolitikus szerkezetek korábban említett hátrányait is: a fagyhatár a falban helyezkedik el, a belső felületek alacsonyabb hőmérséklettel rendelkeznek, mértani és szerkezetből adódó hőhidak kialakulása, és ennek következtében a szerkezeti elemek esetleges károsodása, pl. a vakolatleválás.

Ehhez járul még továbbá, hogy a megfelelő U-érték elérése érdekében monolitikus szerkezet esetében meglehetősen nagy falvastagság kialakítása szükséges. Összességében tehát nagyobbak a befektetési költségek (drága falazóelemek), és kisebb a (hasznos) lakóterület. A magas telekárak és a szomszédos házak között betartandó minimális távolság ezzel szemben azt diktálják, hogy lehetőleg vékonyabb – de statikailag megfelelő és jól szigetelt – külső falak építésével növeljük a hasznos alapterületet.

Az U-érték összehasonlítása kb. 40 cm-es falvastagság esetében

A monolitikus építési móddal szemben [36,5 cm falvastagság, X = 0,12 W/(mK) jónak mondható, U-érték = 0,31 W/(m2K)] a szigetelt épületrészek azonos vastagságú szerkezet esetében (39-42 cm) 10-35%-kal jobb U-értéket mutatnak.

Kiegészítésképpen a következő táblázatban figyelembe vesszük a külső- és belső vakolatot, valamint a hőátbocsátási ellenállást is:

EllenálláscmλU-érték
Könnyített állólyukú tégla36,50,310,71
Pórusos tégla36,50,190,46
Habbeton36,50,160,40
Pórusos tégla36,50,120,28
Pórusos (gáz)beton36,50,110,28
Tömör tégla + polisztirol24 + 120,50 0,040,27
Állólyukú tégla + farost24 + 120,31 0,040,25
Mészhomok-tégla + ásványi rost24 + 150,65 0,0350,20

Jó tervezési munkát követően nem kell többletköltségekkel számolnunk, ha azonban mégis, a jó szigetelés következtében várható 10-35%-os energiamegtakarítás (csak erre a szerkezeti elemre nézve) hosszú távon kellőképpen ellensúlyozza azokat.

A jobb alternatívákat szemmel láthatóan a szigetelt szerkezetek nyújtják, amelyek összességében nem drágábbak, mint a legjobb monolitikus falazatok. A megfelelő statikát keskenyebb, ám nehezebb (nagyobb sűrűségű, nagyobb hővezető képességű) és ezzel egyidejűleg viszonylag olcsóbb falazóelemek, mint pl. a mészhomok-tégla biztosítják.

A szükséges hőszigetelést ezekben a szerkezetekben pl. a külső falsíkra szerelt vékonyabb réteget képező szigetelőanyagok adják, amelyek egyidejűleg védik is a teherhordó falazatot az időjárási viszontagságokkal szemben, és a hőhidak kialakulásának is gátat szabnak.

FalvastagságokU-érték - W/(m2K)λ - W/(mK)Falvastagság - cm
Pórusos tégla0,220,10045,0
Pórusos beton0,220,09041,0
Könnyűbeton + parafa0,220,320 0,04039,0 (24,0+15)
Mészhomokkő + ásványi rost0,220,700 0,03532,5 (17,5 +15)