Vázkitöltő falak, hőszigetelő rétegek beépítése
A vázkitöltő falaktól – a falakkal szemben támasztott és korábban részletezett követelményeken felül – könnyűséget kívánunk meg, hogy a gerendák és pillérek terhelését minél nagyobb mértékben csökkentsük.
A vázkitöltő falakat sztatikái szempontból főleg a szélnyomás hatására kell megvizsgálni. A fő baj, hogy ezek a falak nincsenek leterhelve. Különösen a nagy területű vázkitöltő falmezők nem felelnek meg stabilitás tekintetében (pl. csarnokok esetében).
A vázkitöltő falak anyaga és szerkezete
Anyag tekintetében szóba jöhet:
- Tömör tégla (ilyenkor a kellő hőszigetelés miatt szükséges minimum 38 cm-es falvastagság feleslegesen erős pilléreket és gerendákat igényel).
- Soklyukú, esetleg üreges tégla (ez nálunk a leggyakoribb).
- Égetett agyag vagy könnyűbeton anyagú építőblokk.
- Könnyűbeton (tufa-, horzsakő-, salak-, sejt- vagy gázbeton).
Szerkezeti szempontból a vázkitöltő falak lehetnek:
- Elemekből építettek.
- Monolitosak (csömöszölt, illetve öntött szerkezetűek).
- Táblás (panel) szerkezetűek, mégpedig:
a) gerendától gerendáig terjedő, 0,8-1,5 m széles táblákból;
b) a vázmezőt teljesen kitöltő táblákból valók.
A falak másrészt: a) egyrétegűek vagy b) többrétegűek, illetve egyneműek vagy összetett szerkezetűek lehetnek.
Egyrétegű vázkitöltő falak
A korábbiakból tudjuk, hogy a tömöttebb szerkezetű anyagok (pl. a tégla, az ilyen jellegű kő és beton) jobban vezetik a hőt, tehát kevésbé jó hőszigetelők. A vázkitöltő falaknál kisebb térfogatsúlyukon kívül azért részesítjük előnyben a lyukacsos szerkezetű anyagokat vagy a lyukas, üreges építőtesteket, mert ezek hőszigetelő képessége már önmagukban – külön hőszigetelő réteg nélkül is – nagyobb, mint a tömör anyagszerkezetűeké.
Összetett (többrétegű) vázkitöltő falak
Általában ritkán alkalmazunk egynemű vázkitöltő falazatot. A kellő hőszigetelő képességet többféle építőanyagból összetett (többrétegű) falazattal érjük el. Nálunk a vázkitöltő falat leggyakrabban 25 cm vastagsággal, soklyukú téglából építik, és belül valamilyen – kellő vastagságú – hőszigetelő réteget alkalmaznak.
Az ilyen természetű és 4 cm vastag kőszivacs anyagú hőszigetelő réteggel, valamint két oldali vakolattal ellátott fal hőátbocsátási tényezője a korábban ismertetett összefüggés szerint: k = 1 / (1/7 + 0,015/0,70 + 0,04/0,15 + 0,25/0,40 + 0,02/0,70 + 1/20) = 0,881 kcal/m2 ó C° kedvező, megközelíti a 3 tégla vastagságú fal k értéket.
A hőszigetelő anyaggal az áthűlések és elszíneződések meggátlása céljából a vasbeton pilléres gerendarészeket is gondosan körül kell burkolni (704 b-c ábra).
Szervetlen anyagú hőszigetelések
Kőszivacs lap (porózus égetett agyag)
Ezt nyers agyagból fűrészpor, szénpor vagy tőzeg hozzákeverésével állítják elő. Az elsorolt szerves anyagok a gyártás során kiégnek, helyükön pórusok maradnak vissza. 2, 4 és 6 cm vastagságú lapok alakjában kerülnek forgalomba; a 4 és 6 cm-es lapok soklyukú kivitelben készülnek. (λ = 0,15 kcal/m ó C°.)
Hideg vagy meleg úton előállított kovaföldkészítmények
A kovaföld mikroszkopikus méretű, egysejtű élőlények kovapáncéljaiból felépített kőzet.
Hideg előállítású készítmények esetében a kovaföld őrleményét bentonittal, enyvvel, keményítővel, azbeszttel, üveg- vagy salakgyapottal, esetleg szerves rost-anyagokkal és vízzel keverik össze, majd hidegen sajtolják. (λ =: 0,16 kcal/m ó C°).
Meleg eljárásnál kovaföld és agyag keverékéhez fűrészport, falisztet, tőzeget vagy barnaszénport adagolva, sajtolás, majd kiégetés útján állítják elő a különböző idomokat. (λ = 0,11-0,16 kcal/m ó C°.)
Magnézium-karbonát alapanyagú készítmények.
Ezeket dolomit vagy magnezit alapanyagokból, hideg úton állítják elő; a szívósság fokozása céljából ásványi rostok (pl. azbeszt) hozzákeverésével, formázás, öntés vagy félnedves sajtolás és szárítás útján.
Gipsz kötőanyagú készítmények.
Ezek a porózus anyagszerkezet elérése céljából szerves vagy szervetlen adalékanyagokkal, hideg eljárással készülnek: formázás, öntés vagy félnedves sajtolás és szárítás útján.
Hőszigetelő vakolatok perlittel
A hőszigetelő vakolatnál különféle adalékanyagokkal, például perlittel javítják a vakolat szigetelését. Ez segít majd abban, hogy kicsit még jobban megtartsák a hőt a falakon belül, és még jobb legyen a falak szigetelése.
Szerves anyagú hőszigetelések
Parafakészítmények
Legalkalmasabb erre a célra az expandált (a hőkezelés útján megnövelt hézagtérfogatú) parafa, amelynek őrleményéből, kötőanyag nélkül vagy szurok, mész, vízüveg, esetleg kazein kötőanyaggal, sajtolás útján készülnek az 1,5-12,0 cm vastagságú lemezek. (λ = 0,03-0,06 kcal/m ó C°.)
Rostos alapanyagú készítmények
A fagyapotlemez, amely vékony szálakra szétvágott faanyagból készül, magnéziacement, gipsz vagy cement kötőanyagokkal és sajtolással. Ismertek a 2,5-15 cm vastagságú Heraklit és Magot elnevezésű lemezek. (λ = 0,055-0,075 kg kcal/m ó C°.)
A farostlemezek, amelyek fa, szalma, nád, kukoricaszár, sás és cukornád rostanyagának mechanikai vagy kémiai úton való feltárásával készülnek, kötő, víztaszító és a keménységet fokozó adalékanyagok hozzákeverésével, formázás, sajtolás és szárítás útján. Ismertek a 8-25 mm vastagságú Insulit, Isotex és a cukornádrostokból készült Celotex elnevezésű lemezek. (λ = 0,034- 0,070 kcal/m ó C°.)
A tőzeglemez, amely a nyers tőzeg szennyeződésének eltávolítása és a rostok foszlatása után, víztaszító, keménységet fokozó és gyulladást gátló anyagokkal való impregnálással, formázás, sajtolás és szárítás útján készül. Ismert a Torfoleum elnevezésű, nedvességnek jól ellenálló lemez. (λ = 0,035-0,055 kcal/m ó C°.)
A nád- és szalmalemezek, amelyek huzallal kötözve, esetleg sajtolva, 3-7 cm vastagsággal kerülnek forgalomba. Ismert a Solomit elnevezésű gyártmány. (λ = 0,044-0,065 kcal/m ó C°.)
A szerves hőszigetelő anyagok a tűzbiztonság szempontjából kifogásolhatók. Másik előnytelen tulajdonságuk, hogy nedvesség hatására dolgoznak, duzzadnak, lerepesztik a vakolatot; azonkívül penészednek, korhadnak, rothadnak.
A hőszigetelő réteg helyzete
Felmerül a kérdés, hogy a hőszigetelő réteget a fal külső vagy belső oldalán helyezzük-e el? Ennek eldöntésénél hőtechnikai, gőzdiffúziós, szerkezeti és technológiai szempontok játszanak szerepet.
Hőtechnikai meggondolások
A hőszigetelő réteg belül való alkalmazását illetően a nyári hőtechnikai körülmények a mérvadók. Ilyenkor a hőközlési folyamat kívülről befelé megy végbe. Minél nagyobb a fal hőtároló képessége, annál kedvezőbben alakul a helyiségek hőmérséklete. A fal nagy hőtároló képessége a nappal besugárzott hőenergia befelé hatolását nagymértékben akadályozza, mert jelentékeny hőmennyiséget képes magába akkumulálni.
A belül alkalmazott hőszigetelő réteg pedig tovább hátráltatja a melegnek a helyiségbe való jutását. A falazatba nappal besugárzott hőenergia nagyobb része este és éjjel a hűvösebb esti és éjjeli levegőbe távozik, és nem a helyiségek felmelegítésére fordítódik.
A téli – belülről kifelé irányuló – hőközlési folyamat szempontjából a hőszigetelő réteget kívül volna kívánatos alkalmazni, hogy ily módon védjük a falban felhalmozódott hőmennyiséget a hidegebb külső levegőbe való eltávozástól. Az előbbi bekezdésben kifejtett indokok és a továbbiakban felhozandó érvek miatt azonban ettől eltekintünk. Megtehetjük ezt annál is inkább, mivel a téli hőmérsékletingadozást a fűtési üzemszünet célszerű megválasztásával a kívánatos határok közé tudjuk szorítani.
A hőszigetelő vakolat-réteg belül való alkalmazása mellett szól az a hőtechnikai körülmény is, hogy ily módon a belső páralecsapódást is akadályozhatjuk, és ennek következtében a hidegebb betonfelületeknél nem áll elő elszíneződés. Kívánatos, hogy a többrétegű fal alaprétege jó és jelentős mértékű hőtároló képességgel rendelkezzék.
A gőzdiffúzió kérdése
Kívülről alkalmazott hőszigetelő réteg esetében télen a falban magában nem jön létre fagyzóna (700. ábra); ez a tény a gőzdiffúzió szempontjából előnyös.
700. ábra. Vázkitöltő fal hőközlési és gőzdiffúziós folyamattal szembeni viselkedése, kívülről alkalmazott szigetelő réteg esetén; 1 – vakolat; 2 – téglafal; 3- Hőszigetelő réteg; 4- fagyzóna (Eichler)
Belülről alkalmazott hőszigetelő réteg esetében télen a falban jelentős szélességű fagyzóna van (701. ábra). A falazaton keresztül diffundáló vízgőz telíti a falazat pórusait, lerontja a fal hőszigetelő képességét, a fagyzónában kondenzálódó víz pedig fagykárokat okozhat.
701. ábra. Vázkitöltő fal hőközlési és gőzdiffúziós folyamattal szembeni viselkedése, belülről alkalmazott szigetelő réteg esetén; 1 – vakolat; 2 – téglafal; 3 – „Lignolit” hőszigetelő réteg; 4 – fagyzóna; 5 – víz kondenzáció (Eichler)
Hangsúlyozni kívánjuk azt a további elvet is, hogy: a) a nagy gőzellenállású anyagrétegeket a fal belső, meleg oldalán kell alkalmazni, b) a csekély gőzellenállású anyagrétegek (mint pl. a porózus építőanyagok) helye a fal külső, hideg oldalán van.
Szerkezeti és technológiai meggondolások
A hőszigetelő rétegnek a falra való biztonságosabb felerősítési lehetősége is a belülről történő alkalmazását teszi indokolttá. Kívül alkalmazott hőszigetelő réteg esetén azonkívül a homlokzatképző burkolóanyagokat (burkolótéglákat, kő-, terrakotta- és üveglemezeket stb.) körülményes volna felerősíteni.
Hőtechnikai, szerkezeti és technológiai szempontból is előnyös lenne a hőszigetelő réteget két 12 cm vastag, tömör vagy soklyukú téglafal közé elhelyezni. Ettől a megoldástól azonban, mivel a két szélső réteg között nincs kötési kapcsolat, általában eltekintenek.
A hőszigetelő rétegek felerősítése
Az 1-4 cm vastag hőszigetelő rétegeket és lapokat kötésben helyezik el, és általában cementtel javított vagy gipszes mészhabarccsal, esetleg tiszta gipszhabarccsal ragasztják a falra. Egyes szigetelő lemezfajták (pl. az expandált parafa, a „Torfoleum”, a farostlemezek, a hideg úton készült kovaföld-lemezek) a vakolatot rosszul tartják, ezért ezekre vakolattartó dróthálót kell alkalmazni.
A lemezek érintkezési hézagai – az azokat kitöltő jó hővezető habarcs miatt – sokszor kirajzolódnak a vakolaton. Ezt csökkenthetjük azzal, hogy a hézagokba nagy hőszigetelő értékű habarcsot alkalmazunk, Ilyen habarcsot állíthatunk elő parafadarának vagy fűrészpornak és gipsznek a keverékéből, másrészt az alkalmazásra kerülő hőszigetelő anyag őrleményének arra alkalmas kötőanyaggal való összekeverése révén.
702. ábra. Hőszigetelő, hanggátló lemezek felerősítésére szolgáló szegek
A rostos alapanyagú lemezeket kampós, tárcsás vagy szárnyas fejű szegekkel (702 a-e ábra) szegezik fel a falra megfelelő távolságban felerősített falécekre, vagy pedig ragasztóhabarcsba nyomkodva helyezik azokat el, de ez esetben is alkalmaznak szegeket.
Az aránylag könnyű hőszigetelő lapokat és lemezeket a habarcs adhéziós tulajdonsága révén ragaszthatjuk fel a vízszintes felületekre, így a nyílásáthidalók, valamint a vázgerendák alsó felületére. Ilyenkor a jobb tapadás elérése végett a vasbeton áthidalók és gerendák felületét fel kell érdesíteni. A vasbetonból a sarok éleknél kihagyott kötőző huzalok vagy a 702. ábra szerinti szegek segítségével biztonságosabb felerősítést érhetünk el,
A váz és a kitöltő falazat kapcsolata
A kitöltő falazatot a vázzal – kiékelés és bekötővasak stb. útján – a lehető legjobb kapcsolatba kell hozni. Minden eszközzel törekedni kell az érintkezési vonalak mentén később előállható repedések elkerülésére.
Nyilván helyes volna a pillérek és a vázkitöltő fal között a 703 a-c ábrák szerinti hornyos, illetve ékes illesztésű kapcsolatot létesíteni. Sajnos azonban ettől – a pillérek körülményes és jelentős anyagveszteséget eredményező zsaluzása, valamint a kengyelezés nehézkessége miatt – általában el kell tekintenünk.
703. ábra. Vasbeton vázpillérek és kitöltő falak kapcsolata
A 704. ábra szerinti vázkitöltő fal a vázrészek elé áll 34 téglányira. Ennél a megoldásnál a pilléreket és a gerendákat a homlokzatvakolással egyidejűleg, kívülről, a homlokzatképző könnyű állványról – szóval utólag – burkolják kettéhasított soklyukú téglával. Ebből kifolyólag a szerkezetileg helyes csatlakozás végett – a kétsorú kötésben rakott – vázkitöltő falazatot a pillérek mellett csorbásan falazzák ki (704 a ábra). A kettéhasított soklyukú tégla érdes törési felületéhez a habarcs jól tapad, és hozzáragasztja a téglát a betonfelülethez.
704. ábra. Vasbeton vázrészek és kitöltő fal csatlakozása; a) nézet, b) alaprajz, c) nagyobb léptékű metszet