• hő

Épületelemek hőtechnikai és mechanikus funkciói

Az épületek külső falainak nemcsak teherhordási, hanem hő- és hangszigetelési, valamint csapadék elleni védelmi feladataik is vannak.  Hőtechnikai szempontból az építőanyagoknak legalapvetőbb tulajdonságuk hőszigetelő képességük, amely a hő vezetési tényezővel jellemezhető.

A X hővezetési tényező megadja azt a hőmennyiséget (joule, J), amely az anyag vagy szerkezet két, egymással párhuzamos, egymástól 1,00m távolságra lévő sík rétege között, 1 K hőmérsékletkülönbség esetén, a réteg felületének 1,00m²-én 1 s idő alatt átáramlik.

A hővezetési tényező mértékegysége: W/(m • K)

Az épületek határoló szerkezetei ritkán épülnek teljes vastagságukban egyetlen anyagból. Rétegeik vastagsága más és más, ezért szükséges egy olyan értéket találni, amely a több anyagból összetett szerkezetet jellemzi. Ez a jellemző a hőátbocsátási tényező.

A k hőátbocsátási tényező megadja azt a hőmennyiséget (joule, J), amit a határoló szerkezet 1,00 m2 felületén keresztül, az általa elválasztott két légtér közötti 1 K hőmérséklet-különbség hatására, 1 s idő alatt átbocsát. Mértékegysége: W/(m2 • K).

A hő a légtérből a határoló szerkezet felületére, ill. a felületéről a légtérbe hőátadással adódik át. E folyamat intenzitása a hőátadási tényezővel jellemezhető. Az a hőátadási tényező megadja azt a hőmennyiséget (hőáramsűrűséget), amely a felületről a környezetnek vagy a környezetből a felületnek – a kettő közötti 1 K hőmérséklet-különbség hatására – 1 s alatt, 1,00m² felületre átadódik. Mértékegysége: W/(m2 • K).

A k hőátbocsátási tényező megengedett értékei

A hőtechnikai szabvány szigorúsága miatt a hőátbocsátási tényező értéke:

• külső falakra: k_i = 0,70W / (m² • K);
• tetőre, ill. padlásfödémre: k_f = 0,40W / (m² • K);
• külső nyílászárókra: k_f = 2,00W / (m² • K).

Az épület minden egyes homlokzatára (falak és nyílászárók együttesen) vonatkozó átlagos hő-átbocsátási tényező, hőhidakkal együtt: k_mf = 1,50 W/(m² • K).

A szabvány szerinti külső nyílászárókra vonatkozó érték a hazai gyártóbázis ismeretében módosulhat, de csak egyedekre vetítve, azaz típustermékre vonatkoztatva.

Épületek határoló szerkezetei

Épületekhez csak olyan anyag, ill. szerkezet építhető be, amely megfelel a szabványok alapvető követelményeinek. Egészségre káros mértékű sugár- vagy egyéb hatást kifejtő anyagot építési célra felhasználni nem szabad.

Határoló falak, főfalak

A főfalak elsődleges rendeltetése, hogy viseljék az építmény rendeltetésszerű használatából eredő hatásokat és terheket. A falakban a rendeltetésszerű használatból eredő különleges hatások nem okozhatnak élettartam, teherhordó képesség, hang- vagy hőszigetelő képesség csökkenését előidéző változást. Faanyagú épületváz és falszerkezet csak szellőztetési lehetőségként építhető be.

Épületek határoló falainak lábazatai tömör (tégla, kő, beton stb.), a nedvesség elleni szigetelés fölötti részek pedig porózus anyagból tervezhetők és építhetők. A porózus anyagok – a mikrocellák miatt – hővezetési tényezője alacsony, tehát belőlük jó hőszigetelő képességű falazatok építhetők.

Üvegezett fafelületek

Lakóházak nagyobb, fix üvegezésű ablakaihoz és üvegfalakhoz (pl. télikert, napház stb.) az üvegezett falfelületek fix beépítése óriási előnyökkel jár a nyitható szárnyú ablakokkal szemben.

Ilyen előnyök például a következők:

• a fajlagos befoglaló (keret) méretbe 10-20%-kal nagyobb átvilágítási üvegméret építhető be, mint egymás után sorolt ablakoknál;
• hőtechnikai szempontból 10-30%-kal jobb, mint az ablakok, ugyanis az üvegezett falfelületeknél csak áttételes hőátbocsátás van, elmaradnak a rések és a hozzájuk társuló negatív jelenségek;
• kisebb a felületekből adódó terhelés;
• esztétikailag könnyed épület-külsőt és lakásbelsőt kölcsönöz.

Az üvegfalak takarékos jellege bizonyítható – szemben a konzervatív szemlélettel -, csak jól kell megtervezni, ill. elkészíteni. A keret anyaga természetesen minden esetben valamely ablakhoz hasonló keret, mely igazodik az épület architektúrájához (a többi ablakhoz). A hőszigetelés 2 vagy 3 rétegű üvegfalak beépítésével ugrásszerűen javul.

 Ablakok

A lakás határoló falaiban elhelyezett nyílászáró szerkezetek, a megvilágítást és légcserét biztosító ablakok, az épület megjelenésének fontos alkotóelemei. A hazai kereskedelmi forgalomban kapható ablakok összekapcsolásával és megfelelően tervezett rendszerbe foglalásával – függetlenül attól, hogy azok típusablakok – gyakorlatilag korlátlan számú egyedi homlokzatfelületek alakíthatók ki. A típusablakok méretrendszere szélességben 60 cm-től indul, 30 cm-es lépcsőkkel, 2,40 m-ig, magasságban pedig 1,80 m-ig tart. Erkélyajtók magassági határa 2,40 m.

Az ablakok hőtechnikai jellemzői elsősorban az üvegezéstől, másodsorban a nyílószárnyak záródásának mértékétől és a vasalati pontok zárhatásától függ. Az üvegfelületek hővezetési képessége a rétegek vastagságától és a közbezárt légrétegek számától függ. A kereskedelemben kaphatók egyesített szárnyú, kettős üvegezésű, hőszigetelt üvegezésű ablakok és üvegfalak, valamint műanyag ablakok egyaránt. Az egyesített szárnyú ablakok ma gyártott típusai már sokkal jobb hőszigetelő képességűek és légzárásúak, mint régebbi, tömítőprofil nélküli változatuk.

Ajtók

Az ajtók szerepe az épületek külső formálásában kisebb, mint az ablakoké. A belső ajtók a belső tér hangsúlyozásában, a közlekedési kapcsolatban nagy jelentőségűek, ez azonban ma már egyre kevésbé igaz, ugyanis egyre több a szabad nyílásos térkapcsolás. Az erkélyajtók hőtechnikai jellemzői azonosak a hasonló méretű ablakok jellemzőivel.

A lakóház tervezésénél igen lényeges a megfelelő födémszerkezet és kitöltő rendszere megválasztása, mivel az építési technológia és az épületfizikai, ill. a költségjellemzők igen erős egymásra hatást mutatnak. A lakások födéméi általában azonos szerkezetűek, vagy – gazdasági okok miatt – részlegesen változhatnak.

A leggyakrabban beépített födémszerkezetek a következők:

• előre gyártott vasbeton födém;
• előre gyártott vasbeton gerendák közötti béléstestes födém.

A hazai típusú födémgerendákat és -paneleket 2,40m-től 60cm-enként 6,60m-ig gyártják. A béléstestek lehetnek beton- és kerámiaanyagúak. A födémgerendák tengelytávolsága – az alkalmazott béléstesttől függően – 60, ill. 100 cm.

Hőtechnikai szempontból a legkritikusabb a lakás padlástér felőli födémé. Ennek a szigorúságnak nem a téli fűtés, hanem a nyári padlástéri magas hőmérséklet az oka, ugyanis nyáron a padlások hőmérséklete (pl. barna cserépfedés esetén) 60-80 °C is lehet.

A közbenső födémek az épület hasznos terhei mellett az állandó terheket (válaszfalak) is el kell viseljék. A falakat mindig közvetlenül a teher­hordó szerkezetre – födémgeren­da, -panel – kell építeni, a bélés­testekre kerülő falaknál alájuk vas­beton gerendakiváltást kell készí­teni. Válaszfal nem építhető a pad­lóra! A hőszigetelő réteget a padlózat alatti konstruk­cióra – a válaszfalak közé – kell elhelyezni. A táblázatokban látható hőszigetelő anyagok ajánlott vas­tagságát padlófűtés esetén 2-3 cm-rel meg kell növelni, ezt pontosan meg kell határoztatni. A közbenső födémek tehát szer­kezetüket tekintve azonosak a pin­ce-, ill. padlásfödémekkel.

A teherhordó szerkezet fölött:

• zaj csillapító réteggel és
• a szükséges hőszigeteléssel egészül ki.

Talajon fekvő padlókat teherbí­rás szempontjából nem kell mére­tezni, de az épület lábazati falai kö­zötti feltöltést úgy kell elkészíteni, hogy az legalább 90-95 %-os tö­mörségű legyen. A 100%-osnak nevezhető termett talajt nem sza­bad túltömöríteni, ugyanis ez több veszéllyel járhat, mint haszonnal.

Ezek a veszélyek a következők:

• ha a talaj későbbi zsugorodását (további tömörödését) tömörítés­sel meggátoljuk, akkor az épület törvényszerűen bekövetkező, megengedett mértékű süllyedésé­nél a faltő lejjebb lesz, mint a kö­zéprész, vagyis a padozat felpúpo­sodik ;
• a túl tömör talaj hőszigetelése rosszabb;
• az építés alatti gépi túltömörítésnél a lábazati falak kinyomód­hatnak stb.

A jó légzárás elengedhetetlen feltétel, ugyanis télen – ha a tervezett szerkezet hőtechnikailag egyébként megfelelne – a hőszigetelés gyakorlatilag elégtelenné válhat. Ennek magyarázata az, hogy a háztetőt érő szél nyomó- és szívóhatása a héjazaton keresztül a magastetők alsó burkolatának vagy a hőszigetelő táblák elemeinek hézagain keresztül légvándorlást okozhat. Padlástér-beépítésnél a födém-és a falszerkezet keresztmetszetei esetenként azonosak a már ismertetett falakkal vagy padlástéri födémekkel. Ahol ez nem lehetséges, ott a helyszínen szerelt (szegezett) tetőszerkezettel összeépített megoldás jöhet számításba.

Padlástéri falként legkedvezőbb az egy- vagy kétoldali téglafal közötti hőszigetelés beépítése. A tetőszerkezettel egybeépített konstrukció műszakilag ugyan egyszerűbb és olcsóbb is, de nem annyira kedvelt az építtetők körében. Ez az idegenkedés a faházjelleg miatt részben érthető is. A nádazott vakolat ugyan külsőleg a hagyományos falazatú tetőtér-beépítés képét adja, sok hátrányos tulajdonsága miatt azonban kerülendő.

Ilyen hátrányok például:

• a nagy hőmérséklet- és páratartalom-változások miatti deszka-mozgások előbb-utóbb a vakolat erős repedezettségét okozzák;
• a rossz légzárás;
• a kiviteli költség többszöröse a táblás lemezekének.