• hőhíd

Homlokzati falak hőszigetelése és vízszigetelése, mire figyeljünk? [SZAKÉRTŐ]

A külső falszerkezetek vastagságának és tömegének ésszerű csökkentése ér­dekében, a statikai és a hőtechnikai kö­vetelményeket is figyelembe véve, spe­ciális szerkezeteket fejlesztettek ki. Ki­alakultak a réteges falszerkezetek, ame­lyekben a teherhordó szerkezet tégla, ritkábban egyéb anyag (könnyűbeton és vasbeton), a burkolati rétegek alá pedig külön hőszigetelő rétegek kerülnek. A továbbiakban műszaki szakértő kollégánk veszi végig a víz és hőszigetelés fontosságát a külső falaknál.

Hőhidak

A vasbeton koszorúk, a gerendák, a te­tőteraszok, a lodzsák a hőhidak szem­pontjából az ún. kényes szerkezetek körébe tartoznak az átmenőfödémek, a konzolok, a födémfelfektetések, a pere­mek (attikák, vonal menti és pontszerű vízelvezetések), amelyek számos hőhíd kialakulására adnak alkalmat. A hőhíd párakicsapódáshoz, penészképződés­hez vezethet, amely csupán az intenzív hőszigetelés felület folytonos – a kri­tikus csomópontokban is megoldott – vezetésével küszöbölhető ki.

Hővédelem

A külső falszerkezet feladata hőtechnikai szempontból az, hogy a belső te­ret védje a külső hőmérséklet válto­zásaitól úgy, hogy az ideális belső mikroklíma minél kisebb fűtési energiával biztosítható legyen. A külső hőhatások egy-egy nap folyamán – de az egész évet alapul véve is – szakaszosan jelentkeznek. Ezeket a periodikus hőhatásokat a falszerkezet csillapítja és késlelteti, és minél inkább képes erre a szerkezet, annál kevésbé és annál később hatnak a belső térre a külső tér hőmérséklet-változásai. A hő csillapítás és a hő késleltetés egyebek között a falazati rétegek sorrendjétől is függ, a kívül elhelyezett hőszigetelő rétegek hatásosabbak, mint a belső oldalra helyezett rétegek. Szakaszos üzemű fűtés esetén a fala­zatot a belső oldalról, a helyiség felől is érik periodikus hőhatások.

Ebből a szempontból annál jobb egy szerkezet, minél több hőt képes a belső felületén keresz­tül elnyelni, majd felhalmozni, és a fűtés szünetelése alatt a helyiség felé leadni. Ez a hatás akkor érvényesül erőteljesebben, ha a hőszigetelő réteg – amelynek hőelnyelő képessége kisebb, mint a tömör teherhordó rétegé – a külső oldalra kerül. Az ilyen falszer­kezet felfűtése ugyan lassúbb, de nehe­zebben is hűl le, ami szakaszos fűtésnél igen előnyös. Előnytelen viszont pl. hétvégi házak és irodák esetén, ahol a helyiség gyors felfűtésére van szükség, ilyenkor a belső oldali hőszigetelés a kedvezőbb.

Napsugárzás hatásai

Nyáron a napsugárzás ha­tására az üvegfelületeken át jelentős hőmennyiség jut az épület helyiségei­be. A nyári meleg levegő hatásait csak az olyan falszerkezet képes ellensú­lyozni, amelynek tömör, nagy hőelnyelő képességű rétege a fal belső ol­dala felől helyezkedik el, mivel így a helyiség felmelegítéséhez nagyobb hő­mennyiség szükséges, azaz nagyobb a helyiség hő stabilitása. A napsugárzás okozta nyári felmelegedés ebben az eset­ben kisebb lesz, a falakban felgyülemlett hőmennyiség pedig az éjszakai szellőztetéssel könnyen eltávozik. A külső oldali hőszigetelésnek a hő-védelem szempontjából további előnye, hogy a falszerkezetben a külső oldal felé tolja a fagyhatárt, így a falszer­kezet kifagyásának veszélye csökken. A hőszigetelő rétegnek természetesen fagyállónak kell lennie (3.23. ábra).

3.23. ábra. Egyhéjú határoló falakban leját­szódó hőmérséklet-változások téli és nyá­ri szélsőértékeknél A tömör vagy üreges tégla fal esetén kétoldali vakolattal; B belső kiegészítő hőszigeteléssel és külső vakolattal; C külső homlokzati hő­szigeteléssel és belső.

Az ábrákból és az elmondottakból kitű­nik, hogy külső hőszigetelő réteg esetén a tömör anyagból készült határoló fal a kedvezőbb, hiszen a nagyobb testsűrű­ségű anyag gyorsabban képes nagyobb mennyiségű energiát elraktározni, és a fűtési szünetekben is egyenletesebben adja le a hőt a belső tér felé. Ez utóbbi úgy is megfogalmazható, hogy a be­tárolt energia hosszabb ideig ellenáll a felületi lehűlésből származó hatásnak.

Ha a falszerkezet egyes részeinek hő átbocsátása nagyobb, mint általában a többi részé, akkor ezeken a helyeken a belső felület hőmérséklete alacsonyabb lesz, mint a környezet hőmérséklete (hőhidak). A felületi hőmérséklet-kü­lönbség a hő hidakon akkor is elszíne­ződéseket okozhat, ha egyébként ma­gán a felületen nem csapódik le a pára, mivel a levegőben lebegő por lerakódik a hidegebb felületekre, és ún. porár­nyékot hoz létre.

A hőszigetelést a felületi hőmérséklet­elosztás szempontjából is kedvezőbb a külső oldalra helyezni, mivel a jobb hővezető képességű belső réteg oldal­irányú hővezetése nagyjából kiegyenlíti a felületi hőmérséklet-különbségeket. A hő védelem szempontjából tehát egy­értelmű, hogy a hőszigetelő réteget cél­szerűbb a falszerkezet külső oldalára helyezni (3.24.-3.25. ábra). Az ábrák jól szemléltetik a magasabb hőmérsék­letű tér felől az alacsonyabb felé irányuló hő vándorlást és azt, hogy a hő hidak télen és nyáron egyaránt kedve­zőtlenek a belső tér szempontjából.

3.24. ábra. Egyhéjú határoló falszerkezet rétegfelépítése és a hőmérsékleti határértékek a) tömör téglafal; b) tömör kő-tégla fal; c) tömör téglafal belső hőszigetelővel; d) tömör téglafal külső hőszigetelővel.

3.25. ábra. Kéthéjú homlokzati határoló falszerkezet rétegfelépítése és a hőmérsékleti határértékek a) főfaltól légréssel kiemelt burkolattal; b) hőszigeteléssel kitöltött szabad légréssel (tulajdonképpen egyhéjúvá válik); c) falazott homlokzati burkolattal és kiegészítő hőszigeteléssel; d) szerelt homlokzati burkolattal és hőszigeteléssel.

Az 1992-ben életbe lépett új hőszige­telési szabvány nem sokat változtatott a régi beidegződéseken. A szakemberek még ma is a korábbi szabványban meg­határozott hőátbocsátási értéket veszik alapul, azaz azt vizsgálják egy-egy épü­letnél, hogy az adott falszerkezetnek mennyi a hőátbocsátási együtthatója (k), és az hogyan változik a falvastag­ság és különböző vakolatok függvé­nyében. Termékismertetőikben a falazóelem gyártók is a vakolatlan falszer­kezet „k” értékét adják meg. Össze­hasonlító elemzésnél egyébként, ami­kor nem egy konkrét épületet vizsgá­lunk, valóban ezt a jellemzőt kell vizs­gálni.

A falak utólagos hőszigeteléséről már nem sok újat lehet elmondani, ezért most más nézőpontból vizsgáljuk meg az utó­lagos hőszigetelést, mégpedig amikor még nem is nevezhetjük „utólagosnak”. Új épületnél a tervező szabadon dönt­het, hogy az épület külső fala milyen szerkezetből épüljön. A döntés azonban nem egyszerű, hiszen nem minden eset­ben a hőátbocsátási tényező a legfon­tosabb, még akkor sem, ha az egyik fő szempont az energiatakarékosság. A ma készülő épületek, legyenek azok akár lakó-, akár középületek, általában vegyes tartószerkezetűek, azaz a vas­beton tartószerkezetek mind függőleges teherhordó elemként: oszlopként, mind vízszintes teherhordó elemként: geren­daként és kiváltóként egyaránt igen gya­koriak.

Az eltérő hővezetési tényezőjű anyagok hőhidak megjelenését okozzák. A hő­szigetelésre való hagyományos vakolás nem jelent korrekt megoldást, a terve­zőnek tudatosan nagy hőátbocsátási tényezőjű, de gyorsan építhető szerkezetet kell választania, és az eltérő anyagú, többnyire hőhidat jelentő vasbeton szer­kezetekkel együtt az egész külső hom­lokzat hőszigetelését utólag kell megterveznie.

Hőátbocsátás, számolás

Ha összehasonlítunk egy 25 cm vastag kettős méretű, soklyukú téglából épített falat egy 15 cm vastag vasbeton fallal, a hőátbocsátási tényező (k) értéke:

1,28 W/m²-K, ill. 2,87 W/m²K.

Már 3 cm vastag expandált polisztirol­anyagú hőszigeteléssel ezek az adatok:

0,56 W/m²K, ill. 0,92 W/m²K

értékre csökkennek, 6 cm-es hőszigete­léssel pedig már a szabványnak meg­felelőek:

0,40 W/m²K és 0,55 W/m² K.

6 cm-nél vastagabb hőszigetelő anyag­gal a tényező a hőszigetelő anyag minden egyes centiméterére vonatkoz­tatott javító hatása nem egyenletesen nő: 5 cm-ről 6 cm-re való vastagság­növekedésnél a k érték 16%-ot javul, 6 cm-ről 7 cm-re történő növekedésnél viszont már csak 12%-ot. Még szemléletesebb, ha összehasonlítjuk a 3 cm és a 6 cm vastagságú hőszigetelés ha­tását az eredeti hőátbocsátási ténye­zővel, ahol vasbeton fal esetén az első 3 cm hőszigetelés ezt az értéket 67%-kal javítja, az első réteg megduplá­zásával 6 cm-re növelt hőszigetelés a hőátbocsátási tényezőt a fent említett 0,55 értékre módosítja, amely az ere­deti értéknek 20%-a.

Egy újabb 3 cm-es hőszigeteléssel 9 cm-esre növelt ré­teg az eredeti érték 14%-ára képes mó­dosítani a „F értékét (£=0,39 W/m²-K). Tehát a hőszigetelés kiválasztásakor is lehetünk takarékosak, de a hőszigetelő anyag ideális vastagságát több szem­pontból kell megközelíteni. A várható energiaár-emelések ellenére sem cél­szerű egy bizonyos rétegvastagságnál vastagabb hőszigetelést készíteni.

Nedvesség- és páravédelem

A hővezetési és páradiffúziós tényező az anyagok testsűrűségével és tömörsé­gével általában fordított arányban vál­tozik, nagy testsűrűségű, tömör anya­gok hővezetési tényezője aránylag nagy, páradiffúziós tényezője pedig kicsi. Az ilyen anyagokból készült rétegek tehát aránylag kis hőmérséklet-különbség, ugyanakkor pedig aránylag nagy nyo­máskülönbség fenntartására képesek. A kis testsűrűségű, laza anyagok általában fordítottan viselkednek, de vannak kis testsűrűségű, de nagy páradiffúziós el­lenállású anyagok is, pl. a zárt cellás műanyaghabok (3.26. ábra).

3.26. ábra. Különböző határoló falakban lejátszódó páradiffúziós folyamatok a) két oldalon vakolt téglafalban; b külső tömör (légmentes) burkolatú falban – legrosszabb megoldás; c) kéthéjú hőszigeteletlen falnál; d) kéthéjú hőszigetelt határolóknál; A külső oldal; B belső oldal; 1 határoló téglafal; 2 páradiffúzió iránya; 3 párakicsapódás épületszerkezeten belül; 4 vako­lat; 5 tömör burkolat; 6 ragasztóhabarcs réteg; 7 homlokzati héjburkolat; 8 légrés.

A különböző rétegsorrendű, de azonos anyagú és vastagságú rétegekből álló falszerkezetek belsejében a rétegek sor­rendjétől függően vagy bekövetkezik a páralecsapódás, vagy nem.

Állagvédelmi szempontból a belső páralecsapódás megengedhetetlen, ezért kétrétegű szerkezetek esetén a nagyobb páradiffúziós tényezőjű (általában kisebb testsűrűségű) szerkezeteknél esetenként kell megha­tározni a helyes rétegfelépítést. Az ideális hőszigetelő anyag a lehető legjobb fizikai tulajdonságokkal rendelkezik, emellett csak kevéssé párazá­ró. Természetesen a hőszigetelő anya­gok széles skáláján nemcsak ilyen ide­ális tulajdonságokat mutató anyagok találhatók, pl. a polisztirolhabok (általában a műanyaghabok) meglehetősen rosszul eresztik át a párát.

Az épülethomlokzatok külső elszíne­ződésének okai – hasonlóan a beltéri elszíneződésekhez – a hőt jól vezető hőhidak, elsősorban a vasbeton koszo­rúk, ahol gondoskodni kell a megfelelő hő védelemről és takarásról.

Az elmondottakat jól szemlélteti a kö­vetkező néhány anyag hővezetési té­nyezőjének (X) összehasonlítása:

• polisztirolhab: / = 0,04 W/m-K
• fenyőfa: /= 0,12 W/m-K
• vasbeton: / = 1,55 W/m-K
• acél: /= 60,00 W/m-K

Csapadék és fagy elleni védelem

Épületfizikai szempontból igen fontos, hogy az épület homlokzatától a csapa­dékvizet elvezessük, valamint hogy az ablakok beépítése tökéletesen vízmen­tes legyen. Ez elsősorban az ablak szak­szerű elhelyezésével, a jó tömítéssel érhető el. Az ablakok típusát, valamint a beépítés módját (kávás vagy káva nél­küli) a homlokzat épületfizikai jellem­zőinek ismeretében kell megválasztani (3.27.-3.28. ábra).

Az épületek homlokzatának csapadék elleni védelme elsősorban az ereszek, valamint az oromzatok megfelelő kiala­kításával biztosítható. Mediterrán ég­hajlatú országokban az épületek eresz­párkányainak szinte csak árnyékvető szerepe van, az északi, csapadékos or­szágok túlzottnak tűnő, kalapszerű tető­zete pedig védi a falakat és épülethom­lokzatokat az időjárás viszontagságaitól (3.29. ábra).

3.27. ábra. Épület homlokzatát érő csapa­dék távozása a felületről a) homlokzati kiüléssel (vagy tagozattal) egy-egy szakaszról; b) sík homlokzatnál, nagyobb összefüggő felületről, alul nagy mennyiségben összpontosítva.

3.28. ábra. Ablak és homlokzatburkolat tö­kéletes csapadékvíz-elvezetése és fagy elleni védelme 1 a csapadék útja; 2 a csepp elvezetése; 3 kö­nyöklő vízorros elvezetése; 4 burkolat; 5 ablak­üveg (külső felület); 6 ablak tokkerete; 7 vízvető; 8 légrés; 9 hőszigetelés; 10 kiváltó; 11 az ablak és a homlokzati fal fagyhatárvonala; 12 belső ablaksík; 13 beltéri ablakkeret felülete; 14 bel­ső párakicsapódás lehetséges vonala; 15 ha­tároló fal.

3.29. ábra. Nyitott hézagú homlokzati héj­burkolat külső és belső roncsolás mentes csapadékvíz-elvezetése A csapóeső; B szél terhelő (és fúvóka-) hatá­sa és iránya; 1 kőburkolat; 2 kapocselem mint vízszin­tes távtartó és réstámasztó; 3 csapóeső útja; 4 csapóeső belső vízelvezetése; 5 víz­orr, csepegtetőprofil; 6 légrés; 7 hőszige­telés; 8 tartókonzol; 9 határoló fal.

Hazánkban a csapadék okozta károk gyakran csak néhány év után jelentkeznek az épülethomlokzatokon. A következőkben a szűkebb környezetünk­ben is gyakran felfedezhető hibákat mu­tatunk be néhány ábrán. Igen lényeges az ablakpárkányok bádo­gozása, a megfelelő tömítettség és a fal-tőkapcsolat. Érdemes külön gondot for­dítani a tetők vizét elvezető lefolyócsa­tornára, azok állapotára és méreteik meg­felelőségére, valamint a homlokzatbur­kolat és a lábazat kapcsolatára. Szakmai szempontból ugyan a bádo­gos szerkezetek nem tartoznak cikkünk témakörébe, funkcionálisan azon­ban feltétlenül foglalkoznunk kell velük, mivel a homlokzati leázások és kifagyások egyik fő oka a rossz minő­ségű bádogozás.

A főbb hibaforrások a következők:

• a csatornák keresztmetszeti mérete nem megfelelő,
• túl hosszú ereszcsatorna-szaka­szok tartoznak egy-egy lefolyóhoz,
• a toldások szakszerűtlenek,
• nem elegendő a fali bekötések (bilincsezések) száma,
• nem vették figyelembe a hókása bejutását és az abból adódó ter­heket,
• a betervezett anyagok nem bírják el a saját terhüket.

A lábazatok fagyvédelme elsősorban a járdák helyes kialakításával, másod- sorban pedig a lábazatok szigetelésével biztosítható (3.30. ábra). Természetesen még az épülethomlok­zat megtervezése előtt ki kell választa­nunk a számunkra legkedvezőbb meg­oldást. Biológiai köpeny alá elegendő egy igénytelenebb fal- vagy vakolt felü­let tagozatok nélkül, egyszerű színek­ben. Tagozott homlokzathoz és burkolt felülethez nem készíthető kiemelt rá­csozat, mert a tagozatokon nemcsak a csapadék, hanem a lehullott lomb is megül, és bomlásakor a szabadon ma­radó homlokzatfelület elszíneződik. Kiemelt rácsnál a rácsozat irányának kö­zel függőlegesnek vagy ferdének kell len­nie, hogy jól elvezesse a csapadékvizet (a vízszintes rácselemekről könnyen a falra csapódhat a víz).

3.30. ábra. Az épületek és a teraszok lába­zatai szakszerű tervezésének és jó minő­ségű kivitelezésének igen nagy a jelen­tősége a) szakszerűtlen kivitel és anyag összeválogatás szétfagyást okoz; b) lábazatnál a kifa­gyásra érzékeny anyagoknak tökéletes védel­met kell biztosítani.

3.31. ábra. Épületlábazatoknál döntő jelentőségű a falak talaj­nedvesség elleni szigetelése a) rossz megoldás; b) a lábazati fal szerkezeti pórusaiban összegyűlő, főként csapadék eredetű víz miatt a kifagyás elkerülhetetlen; 1 csapadék útja; 2 lábazat; 3 felgyülemlett pára, majd víz miatti szétfagyás.

3.32. ábra. Az épület lábazata és az épület körüli járda téli, hideg időben kölcsönösen veszélyesek egymásra, mind az időtállóságot, mind az esztétikai értéket tekintve a) rosszul épített járda és lábazati csatlakozás; b) épületmozgások esetén a lábazatot feszültség terheli a járda alábetonozása esetén; c) a lábazat alá ültetett járda egy-két tél után széttöredezik a fagy hatása miatt.

3.33. ábra. Teraszok, járdák, lépcsők burkolásához – külső szabad térben – csak fagyálló burkoló-, ragasztó- és fugázó anyag használható.