• épületfizika

Többrétegű szerkezetek, ablakok hővezetési tényezője, hőátbocsájtása

Az épületszerkezetek épületfizikai mé­retezése során ismerni kell az alkalma­zott szerkezeti anyagok fizikai jellem­zőit. Az anyagok minősége és ezzel össze­függő épületfizikai jellemzőik – a gyár­tási egyenetlenségből adódó – bizonyos szórást mutatnak. A gyártó vállalatok termékkatalógusai erről általában sem­milyen információt nem tartalmaznak.

Az anyagok hővezetési, hőelnyelési és páradiffúziós tényezője a halmazsű­rűség függvényében módosulnak. Ezek az értékek a hőmérséklettel is változ­nak, de az építési gyakorlatban előfor­duló hőmérséklet-tartományokban e változás elhanyagolható. Nem elhanya­golhatóak viszont a nedvességtartalom miatti változások, ezek figyelmen kívül hagyása olykor jelentős hibákat okoz. A fizikai jellemzőket befolyásolja ezenkí­vül a szálas, rostos anyagok rostjainak a hővezetés irányához viszonyított el­helyezkedése is: más a jellemző érték a rostokkal párhuzamosan és más a ros­tokra merőlegesen.

Gyártás

A szerkezetek esetében az anyag­gyártásból adódó gyártási szóráshoz még a szerkezetgyártásból származó szórás is hozzájárul. Egyazon típusú és névleges méretű szerkezetek egyes da­rabjainak épületfizikai jellemzői között meglehetősen nagyok a különbségek, még üzemi gyártás mellett is. Az eltérés tovább nőhet helyszíni gyártáskor, illet­ve a szerkezet beépítésekor, főleg, ha a technológiai és szerelési utasításokat nem tartják be.

Inhomogén szerkezeti elemek (pl. vasbeton szerkezetek) esetében a hőhidaknak egy különös fajtájával állunk szemben. A betonba ágyazott vasalás – az acélbetétek méretétől és elhelyezke­désük sűrűségétől függően, különösen a kengyelek helyén – a gyakorlatban ho­nidat jelent, ami növeli a szerkezet ke­resztmetszetének hőáramát, télen csök­kenti a belső felületi hőmérsékletet.

Az egyenértékű hővezetési tényezővel szá­molva, helyesen adódik ugyan a szerke­zeten télen átáramló hőmennyiség, de a határoló szerkezet belső felületi hőmér­sékletének számításakor kapott átlagér­ték nem tájékoztat a tényleges felületi hőmérséklet eloszlásról. Ez azért gond, mert az egyes felületrészek tényleges hőmérsékletei a számított átlagosnál kisebbek lesznek, és adott esetben pára­lecsapódást okozhatnak.

Többrétegű szerkezetek

Többrétegű szerkezetek (pl. hőszige­telt panelek) esetében ugyancsak a pa­nel egészének átlagos hővezetési té­nyezőjét szokás megadni. Ez az érték azonban nem ad felvilágosítást a pe­remhatásról, azaz arról, hogy mennyi­vel nagyobb a hőáram a panel nem hőszigetelt peremén a panel belső me­zőjéhez képest.

A többrétegű határoló szerkezetek rétegfelépítése a szerkezetnek mind hő-technikai, mind páratechnikai viselke­dését befolyásolja; az egyes rétegek anyaga és mérete – a rétegsorrend megadása nélkül – önmagában nem jellem­zi a szerkezetet. A légrétegek hővezetési ellenállásá­nak számítását nehezíti, hogy a légréteg vastagsága a megépített szerkezetben esetleg egyenetlen vagy mérete nem fe­lel meg a tervezettnek. Építési, techno­lógiai hibák miatt is keletkezhet előre nem tervezett légréteg, amennyiben a többrétegű határoló szerkezet valamely rétege nem fekszik fel tökéletesen, eset­leg a szigetelőréteg megroskad, megroggyan.

A nyílászárók épületfizikai tulajdon­ságainak meghatározása jelenti a leg­több gondot. A nyílászáró szerkezetek hőátbocsátási tényezőjével való szá­molás előtt meg kell győződni arról, hogy az a filtrációból származó hőveszteséget is magában foglalja-e, vagy csak a transzmissziós hőveszteségre vo­natkozik. A filtrációs hőveszteség elkü­lönített számítása megkívánja a nyílás­záró szerkezetek transzmissziós hőátbocsátási tényezőjének ismeretét. Utóbbi – üvegezett nyílászárók esetén – az üvegezett felület és a keret hőátbocsátá­si tényezőiből határozható meg számí­tással. A számítás azonban több bi­zonytalanságot is tartalmaz.

Légáteresztés szempontjából a nyí­lászárók két szempontból vizsgálhatók: a nyílászáró szerkezet, mint gyári termék légáteresztése, illetve a falba beé­pített nyílászáró légáteresztése szem­pontjából. Az előző érték magát a szer­kezetet jellemzi, az utóbbi pedig a tok esetleges helytelen beépítéséből szár­mazó légáteresztést is tartalmazza. Előre gyártott lakóház falszerkezete hő technikailag a legkiválóbbak közé tartozik.

A tapasztalatok szerint ez utóbbi érték gyak­ran számottevő, nem elhanyagolható, figyelembevételéhez azonban megle­hetősen kevés adatra támaszkodhatunk. További gond, hogy a beépítési pontat­lanság mértéke nehezen becsülhető. A fa anyagú ablakkeretek az idő során elvetemednek, rongálódnak és emiatt a zárási hézagok megnövekednek. Az eb­ből adódó légáteresztés-növekedésre vonatkozóan sem állnak rendelkezésre megbízható adatok.

Az épületszerkezetekkel szemben különféle követelményeket állítunk, a különböző épületfizikai hatások tekinte­tében. Ha egy épületfizikai szempont­ból általánosságban kielégítő épület­szerkezetet egy meghatározott hatással szemben kedvezőbbé kívánunk tenni, meg kell vizsgálnunk, hogy a tervezett javító hatású intézkedés az összes többi épületfizikai hatás szempontjából nem negatív hatású-e, nem hozza-e magával a többi jellemző esetleges meg nem en­gedhető mértékű romlását.

Falszerkezet belső hőszigeteléssel való kiegészítésekor például meg kell vizsgálni, hogy a határoló szerkezet akusztikai tulajdonságai – így pl. hang­gátlás, kerülőutas hanggátlás – nem romlanak-e.

A nyílászáró szerkezetek kívánatos­nál nagyobb mértékű légáteresztése a filtrációs hőveszteség növekedését okozza, ami egyértelműen energiapa­zarláshoz vezet. Ilyenkor a nyílászárók tömítésével csökkenthető a filtrációs hőveszteség, ám ha a nyílászárók légzá­rását olyan mértékig fokozzák, hogy az egészségügyi szempontból szükséges levegőcsere sem jön létre, akkor a hőhidak mentén a helyiség belső felületein penészképződés indul meg. A légáteresztés csökkentésének ilyen mértékét tehát mindenképpen el kell kerülni.

Hőátbocsátás

Általánosságban elmondható, hogy a hőátbocsátás és légáteresztés szempont­jából kedvezőbb kialakítású nyílászáró szerkezetek a zaj ellen is jobban véde­nek.

Helyiségek épületfizikája

A helyiségeket úgy kell kialakítani, hogy az épületfizikai, egészségügyi kö­vetelményeket a létesítéskor lehetőleg kis ráfordítással, az üzemeltetés során pedig a természeti energiák minél jobb kihasználásával a lehető legkedvezőbb mértékben elégítsék ki.

Hővédelem szempontjából minde­nekelőtt a különböző hővezetési ténye­zőjű anyagok és szerkezetek miatt, to­vábbá a különböző határoló szerkezetek találkozásánál, csatlakozásánál, nyílása­inál és nyílászáróinál kialakuló hőhidakkal kell foglalkozni. Ezek belső fe­lületi hőmérsékletének ellenőrzése a páralecsapódás szempontjából minden­képpen szükséges.

A nyílászárók, illetve üvegezett felü­letek és a teljes homlokzat arányának meghatározható egy olyan optimális értéke, amely mellett a helyiségek éves világítási és fűtési energiafogyasztása minimális. Ez az optimum természete­sen egy sor egyéb paraméter megléte esetén érvényes.

A nyári hővédelem szempontjából nagy jelentőségű a helyiségek tájolása, az üvegezett felületek árnyékolása, a helyiségek hőtárolása, az éjszakai szel­lőztetés és – különösen egyszintes épü­letek esetében – a tetőfödém hőszigete­lése, esetleg átszellőztetett tetőszerkezet alkalmazása. Ahhoz, hogy a helyiség­ben tartózkodó, bizonyos intenzitással jellemezhető munkát végző, adott öltözékű ember hőérzete megfelelő legyen, a levegő hőmérsékletének (relatív pára­tartalmának), a környező felületek kö­zepes sugárzási hőmérsékletének, a le­vegő emberi testhez viszonyított relatív sebességének bizonyos érték együttese.