Mi a hőhíd? Hőhidak a gyakorlatban
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.