2018. augusztus 30.

Amit a hõhidakról tudni érdemes

Amit a hõhidakról tudni érdemes

Az épületfizika meghatározása szerint az épület határolószerkezeteinek azon részeit, melyeken többdimenziós hõáram alakul ki, hõhidaknak nevezzük. Mi is az a hõáram, és mitõl lesz többdimenziós? Hol alakulnak ki ezek, és hogyan lehet elkerülni õket?

Egy elképzelt homogén, sík, végtelen falban, amely különbözõ hõmérsékletû tereket választ el, egydimenziós hõáramok alakulnak ki. Ez azt jelenti, hogy a hõ a fal síkjára merõlegesen halad a meleg oldalról a hideg felé. Ha a falba olyan anyagot építünk bele, amelynek hõvezetési tulajdonsága jelentõsen különbözik a falat alkotó anyagtól, úgy – amennyiben a falat végtelen kiterjedésûnek tekintjük – kétdimenziós, síkbeli lesz. A valóságban természetesen az épülethatároló falak végesek, ezért a hõáramok ilyenkor térbeliek lesznek. Ezt a hõhidat nevezzük anyagváltásból adódó hõhídnak.

Amit a hõhidakról tudni érdemes

Az épületeknek nemcsak falai, hanem élei, sarkai is vannak. Ezeken a helyeken a falvastagságból adódóan a belsõ és a külsõ felület nagysága nem egyezik meg. A leggyakrabban elõforduló „pozitív”saroknál a meleg felületek lényegesen kisebbek, mint a hideg, külsõ felületek.

Amit a hõhidakról tudni érdemes

A hõáramokat a meleg oldalról a hideg oldal felé mutató nyilakkal szokták ábrázolni. Homogén fal esetében ezek a vonalak párhuzamosak, és merõlegesek a felületre. Minden olyan helyet, ahol nem párhuzamosak ezek a hõáramok, hõhidaknak nevezzük. Érthetõ tehát, hogy hõhídmentes épület nem létezhet. A határolószerkezetet alkotó anyagok nem azonosak minden ponton, és a különbözõ fajta anyagok más-más hõvezetési tényezõvel rendelkeznek; így a szerkezet az adott keresztmetszeti vonal mentén más hõátbocsátási tényezõvel fog rendelkezni, mint máshol. Ezek a helyek az anyagváltásból adódó hõhidak. A hétköznapi szóhasználatban azért nem vagyunk ennyire precízek: hõhídnak nevezzük az épület határolószerkezetének azon részeit, ahol jelentõs többletenergia tud távozni, illetve ennek következményeként a belsõ oldalon a határolószerkezet felülete számottevõen hidegebb, mint amit más pontokon mérhetünk. Némi egyszerûsítést jelent a „hõhídmentes szerkezet” is. A kritikus helyeken mindig kialakul a többdimenziós hõáram; más kérdés, hogy ezek káros hatását körültekintõ tervezéssel és kivitelezéssel csökkenteni lehet olyan mértékûre, hogy az sem az energiaveszteségben, sem a felületi hõmérséklet csökkenésben ne legyen olyan mértékû, hogy azzal gondot okozzon.

 

Geometriai hõhidak

Az elsõ vizsgálandó csoport a geometriai hõhidak csoportja. Ezek a hõhidak homogén falszerkezetek esetében is jelentkeznek. Az épület sarkainál, az ablakkávák mentén, a külsõ határolófalak és a válaszfalak csatlakozásánál egyaránt hõhíd tud kialakulni. Balkonok, loggiák, erkélylemezek különösen erõs hõhídként tudnak jelentkezni. És elvileg hõhíd tulajdonképpen a negatív falsarok is, hiszen itt ugyanúgy többdimenziós hõáram alakul ki, mint a pozitív sarkoknál, csak itt – mivel a lehûlõ felület kisebb, mint a fûtött – nem lesz többlet-energiaveszteség. Ha figyelembe vesszük, hogy a hõhidak többnyire a falvastagságnál kétszer szélesebb sávban fejtik ki hatásukat, és a jelenlegi gyakorlat a 35–45 cm vastag fal, úgy könnyen beláthatjuk, hogy nincs olyan felülete a homlokzatnak, amelyen ne érvényesülne a geometriai hõhíd hatása. Ennek az a következménye, hogy sem az épület energiafogyasztása, sem pedig a falfelület belsõ felületi hõmérséklete nem fogja elérni a tervezett szintet.

 

Kvázi homogén szerkezetek

A falazott szerkezetek nagy léptékben tekintve homogénnek minõsíthetõk. Közelebbrõl nézve azonban látható, hogy ez nem fedi a valóságot. A falazóhabarcsok – különösen a nagyobb szilárdságúak – hõvezetési tényezõje jelentõsen rosszabb, mint a tégláé. Például egy hõszigetelõ falazóhabarcs hõvezetési tényezõje 0,172 W/mK, addig a nem hõszigetelõ falazóhabarcs 0,8 W/mK! A téglákra külön hõvezetési tényezõt nem adnak meg, de a falazatra – 38 NF tégla esetében – 0,169 W/mK, vagyis jobb, mint a hõszigetelõ habarcsé. Ebbõl egyszerûen következik, hogy a tégla hõvezetési tényezõje jobb, mint a habarcsé, ami hõhidas szerkezetet eredményez, vagyis a habarcs hõhidat képez a falban. Infravörös fényképezéssel ezt láthatóvá is lehet tenni. További problémát okoz a hibás, törött elemek beépítése. A gyártói elõírások ugyan nem javasolják ezek beépítését, a kivitelezõi gyakorlatban azonban nem ritkán mégis bekerülnek a falba. Ilyenkor a törött elemek körüli hézagot habarccsal töltik ki, ami lokálisan komoly hõhidat tud képezni nem hõszigetelõ habarcs esetében. A túlságosan képlékeny habarcs befolyhat a téglák üregrendszerébe, és a habarcsdugók további rejtett hõhidakat képezhetnek, melyek akár 10-20 százalékkal is ronthatják a fal hõszigetelõ képességét!

 

Inhomogén szerkezetek

Pontszerû hõhidak
Pontszerû hõhidak többnyire a hõszigetelõ anyag rögzítésekor lépnek föl. A kis keresztmetszetû hõhidakra többnyire nem fordítanak kellõ figyelmet, noha ezek hatása is jelentõs lehet, ha a két anyag hõvezetési tényezõje között nagy különbség tapasztalható. A szerkezet hõátbocsátási tényezõje a két anyag térfogatának, hõvezetési tényezõjének ismeretében számolható. Például egy 5 cm vastag hõszigetelõ anyag hõvezetési tényezõje akár 40 százalékkal is rosszabb lehet, ha a szigetelõanyagot négyzetméterenként 2 betonvas szúrja át (Épületfizika kézikönyv, szerk. Dr. Fekete Iván, Mûszaki Könyvkiadó, 1985).

Vastag hõhidak
A nem pontszerû, nagyobb felületre kiterjedõ hõhidak elsõsorban a szilikátbázisú szerkezetekre jellemzõ. A pillérvázas, kitöltõ falazatú vagy szendvicspaneles épületek falazataiban gyakran kerülnek egymás mellé jelentõsen különbözõ hõvezetési tényezõjû anyagok (például 38 NF tégla és vasbeton). Minél nagyobb a két anyag hõvezetési tényezõjében a különbség, annál erõsebb lesz a hõhíd. A fenti példában a két anyag hõvezetési tényezõje egy nagyságrenddel különbözik (falazat: 0,17 W/mK, vasbeton: 1,55 W/mK). Éppen ezért nem megoldás az a korábbi gyakorlat, hogy a kétféle felületet egyaránt vékony, 3-4 cm-es hõszigeteléssel takarják. A belsõ felületi hõmérséklet minimuma ugyan megemelkedik, de a többlet-energiaveszteség továbbra is elérheti akár a 70 százalékot is!

Kevésbé érzékeny a hõhídra, vagyis remélhetõleg kisebb problémát okoz, ha egy B30-as falazatban (l = 0,64 W/mK) van a fenti vasbeton koszorú. Utóbbi esetben a két hõvezetési tényezõ lényegesen közelebb van egymáshoz. A 70-es években épült házak éppen ezért hõhidasság szempontjából kevésbé voltak problematikusak, mint az új, korszerû falazóanyagból épült falak.

 

Megoldás

A geometriai hõhidakat nem lehet elkerülni: az épületeknek kell, hogy sarkai legyenek. Hatásuk csökkenthetõ viszonylag vékony falszerkezet alkalmazásával, így kicsi lesz a különbség a belsõ és a külsõ felület között. Hõhíd szempontjából jobbak azok a szerkezetek is, melyek a szükséges minimumnál jobb hõszigetelõ tulajdonsággal rendelkeznek, hiszen a belsõ felületi hõmérséklet nem lesz olyan alacsony. Ügyelni kell arra, hogy lehetõleg a geometriai és az anyagváltásból adódó hõhidak ne essenek egybe (pillér a sarkon, sarokablak stb.)!

Az igazi feladat viszont az anyagváltás miatt kialakuló hõhidak kiküszöbölése. Amennyiben mindenképpen kétféle anyagot (például 38 NF tégla és vasbeton pillérváz) kell alkalmaznunk, úgy a rosszabb hõszigetelõ képességû anyagot megfelelõ vastagságú szigetelõanyaggal kell burkolni. Ez annál vastagabb lesz, minél jobb a téglafal hõszigetelõ képessége. Egy B30-as falazat esetében 1,5 cm vastag Expert is elegendõ, de a korszerû téglákra akár a 8-10 cm sem túlzás.

Amit a hõhidakról tudni érdemes

1. táblázat: Alkalmazandó hõszigetelési vastagság betonfelületek elõtt [cm]
*kétoldalt mészvakolattal, hõszigetelõ habarccsal
*kétoldalt mészvakolattal, normál habarccsal

Ezek már jelentõs vastagságok. A hõszigetelés helyigénye miatt a falazóblokkokat úgy kell elhelyezni, hogy a külsõ síkjuk a pillérek külsõ síkjához képest a szükséges mértékben kijjebb helyezkedjen el. Ráadásul, mivel a hõáramok a szigetelõanyagot meg tudják kerülni, a hõszigetelést a falvastagság kétszeresének mértékében (50-80 cm) mindkét irányban túl kellene nyújtani. Ezeket a lépéseket pedig nemcsak a pilléreknél, hanem a födémeknél, áthidalóknál is el kell végezni. Látható, hogy a jó hõszigetelõ képességû falazóanyagokból létesített kitöltõfalazatok hõtechnikailag pontos kivitelezése nem egyszerû. Lényegesen egyszerûbb, ha a két anyag (kitöltõfalazat és a vasbeton váz) hõvezetési tényezõje között nincs olyan nagy különbség, és az egész homlokzat kap 15 cm vastag Grafit Reflexhõszigetelést. Ezzel a hõhidak gyakorlatilag eltüntethetõk.

hrlevl-feliratkozs

épjog