2018. augusztus 30.

Amit a hőhidakról tudni érdemes

Amit a hőhidakról tudni érdemes

Az épületfizika meghatározása szerint az épület határolószerkezeteinek azon részeit, melyeken többdimenziós hőáram alakul ki, hőhidaknak nevezzük. Mi is az a hőáram, és mitől lesz többdimenziós? Hol alakulnak ki ezek, és hogyan lehet elkerülni őket?

Egy elképzelt homogén, sík, végtelen falban, amely különböző hőmérsékletű tereket választ el, egydimenziós hőáramok alakulnak ki. Ez azt jelenti, hogy a hő a fal síkjára merőlegesen halad a meleg oldalról a hideg felé. Ha a falba olyan anyagot építünk bele, amelynek hővezetési tulajdonsága jelentősen különbözik a falat alkotó anyagtól, úgy – amennyiben a falat végtelen kiterjedésűnek tekintjük – kétdimenziós, síkbeli lesz. A valóságban természetesen az épülethatároló falak végesek, ezért a hőáramok ilyenkor térbeliek lesznek. Ezt a hőhidat nevezzük anyagváltásból adódó hőhídnak.

Amit a hőhidakról tudni érdemes

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

Amit a hőhidakról tudni érdemes

A hőáramokat a meleg oldalról a hideg oldal felé mutató nyilakkal szokták ábrázolni. Homogén fal esetében ezek a vonalak párhuzamosak, és merőlegesek a felületre. Minden olyan helyet, ahol nem párhuzamosak ezek a hőáramok, hőhidaknak nevezzük. Érthető tehát, hogy hőhídmentes épület nem létezhet. A határolószerkezetet alkotó anyagok nem azonosak minden ponton, és a különböző fajta anyagok más-más hővezetési tényezővel rendelkeznek; így a szerkezet az adott keresztmetszeti vonal mentén más hőátbocsátási tényezővel fog rendelkezni, mint máshol. Ezek a helyek az anyagváltásból adódó hőhidak. A hétköznapi szóhasználatban azért nem vagyunk ennyire precízek: hőhídnak nevezzük az épület határolószerkezetének azon részeit, ahol jelentős többletenergia tud távozni, illetve ennek következményeként a belső oldalon a határolószerkezet felülete számottevően hidegebb, mint amit más pontokon mérhetünk. Némi egyszerűsítést jelent a „hőhídmentes szerkezet” is. A kritikus helyeken mindig kialakul a többdimenziós hőáram; más kérdés, hogy ezek káros hatását körültekintő tervezéssel és kivitelezéssel csökkenteni lehet olyan mértékűre, hogy az sem az energiaveszteségben, sem a felületi hőmérséklet csökkenésben ne legyen olyan mértékű, hogy azzal gondot okozzon.

 

Geometriai hőhidak

Az első vizsgálandó csoport a geometriai hőhidak csoportja. Ezek a hőhidak homogén falszerkezetek esetében is jelentkeznek. Az épület sarkainál, az ablakkávák mentén, a külső határolófalak és a válaszfalak csatlakozásánál egyaránt hőhíd tud kialakulni. Balkonok, loggiák, erkélylemezek különösen erős hőhídként tudnak jelentkezni. És elvileg hőhíd tulajdonképpen a negatív falsarok is, hiszen itt ugyanúgy többdimenziós hőáram alakul ki, mint a pozitív sarkoknál, csak itt – mivel a lehűlő felület kisebb, mint a fűtött – nem lesz többlet-energiaveszteség. Ha figyelembe vesszük, hogy a hőhidak 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 hőhíd hatása. Ennek az a következménye, hogy sem az épület energiafogyasztása, sem pedig a falfelület belső felületi hőmérséklete nem fogja elérni a tervezett szintet.

 

Kvázi homogén szerkezetek

A falazott szerkezetek nagy léptékben tekintve homogénnek minősíthetők. Közelebbről nézve azonban látható, hogy ez nem fedi a valóságot. A falazóhabarcsok – különösen a nagyobb szilárdságúak – hővezetési tényezője jelentősen rosszabb, mint a tégláé. Például egy hőszigetelő falazóhabarcs hővezetési tényezője 0,172 W/mK, addig a nem hőszigetelő falazóhabarcs 0,8 W/mK! A téglákra külön hővezetési tényezőt nem adnak meg, de a falazatra – 38 NF tégla esetében – 0,169 W/mK, vagyis jobb, mint a hőszigetelő habarcsé. Ebből egyszerűen következik, hogy a tégla hővezetési tényezője jobb, mint a habarcsé, ami hőhidas szerkezetet eredményez, vagyis a habarcs hőhidat képez a falban. Infravörös fényképezéssel ezt láthatóvá is lehet tenni. További problémát okoz a hibás, törött elemek beépítése. A gyártói előírások ugyan nem javasolják ezek beépítését, a kivitelezői gyakorlatban azonban nem ritkán mégis bekerülnek a falba. Ilyenkor a törött elemek körüli hézagot habarccsal töltik ki, ami lokálisan komoly hőhidat tud képezni nem hőszigetelő habarcs esetében. A túlságosan képlékeny habarcs befolyhat a téglák üregrendszerébe, és a habarcsdugók további rejtett hőhidakat képezhetnek, melyek akár 10-20 százalékkal is ronthatják a fal hőszigetelő képességét!

 

Inhomogén szerkezetek

Pontszerű hőhidak
Pontszerű hőhidak többnyire a hőszigetelő anyag rögzítésekor lépnek föl. A kis keresztmetszetű hőhidakra többnyire nem fordítanak kellő figyelmet, noha ezek hatása is jelentős lehet, ha a két anyag hővezetési tényezője között nagy különbség tapasztalható. A szerkezet hőátbocsátási tényezője a két anyag térfogatának, hővezetési tényezőjének ismeretében számolható. Például egy 5 cm vastag hőszigetelő anyag hővezetési tényezője akár 40 százalékkal is rosszabb lehet, ha a szigetelőanyagot négyzetméterenként 2 betonvas szúrja át (Épületfizika kézikönyv, szerk. Dr. Fekete Iván, Műszaki Könyvkiadó, 1985).

Vastag hőhidak
A nem pontszerű, nagyobb felületre kiterjedő hőhidak elsősorban a szilikátbázisú szerkezetekre jellemző. A pillérvázas, kitöltő falazatú vagy szendvicspaneles épületek falazataiban gyakran kerülnek egymás mellé jelentősen különböző hővezetési tényezőjű anyagok (például 38 NF tégla és vasbeton). Minél nagyobb a két anyag hővezetési tényezőjében a különbség, annál erősebb lesz a hőhíd. A fenti példában a két anyag hővezetési tényezője 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 hőszigeteléssel takarják. A belső felületi hőmérséklet minimuma ugyan megemelkedik, de a többlet-energiaveszteség továbbra is elérheti akár a 70 százalékot is!

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

 

Megoldás

A geometriai hőhidakat nem lehet elkerülni: az épületeknek kell, hogy sarkai legyenek. Hatásuk csökkenthető viszonylag vékony falszerkezet alkalmazásával, így kicsi lesz a különbség a belső és a külső felület között. Hőhíd szempontjából jobbak azok a szerkezetek is, melyek a szükséges minimumnál jobb hőszigetelő tulajdonsággal rendelkeznek, hiszen a belső felületi hőmérséklet nem lesz olyan alacsony. Ügyelni kell arra, hogy lehetőleg a geometriai és az anyagváltásból adódó hőhidak ne essenek egybe (pillér a sarkon, sarokablak stb.)!

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

Amit a hőhidakról tudni érdemes

1. táblázat: Alkalmazandó hőszigetelési vastagság betonfelületek előtt [cm]
*kétoldalt mészvakolattal, hőszigetelő habarccsal
*kétoldalt mészvakolattal, normál habarccsal

Ezek már jelentős vastagságok. A hőszigetelés helyigénye miatt a falazóblokkokat úgy kell elhelyezni, hogy a külső síkjuk a pillérek külső síkjához képest a szükséges mértékben kijjebb helyezkedjen el. Ráadásul, mivel a hőáramok a szigetelőanyagot meg tudják kerülni, a hőszigetelést 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 hőszigetelő képességű falazóanyagokból létesített kitöltőfalazatok hőtechnikailag pontos kivitelezése nem egyszerű. Lényegesen egyszerűbb, ha a két anyag (kitöltőfalazat és a vasbeton váz) hővezetési tényezője között nincs olyan nagy különbség, és az egész homlokzat kap 15 cm vastag Grafit Reflexhőszigetelést. Ezzel a hőhidak gyakorlatilag eltüntethetők.

nyerjenabaumittal

sajátjaink

sajátjaink

hírlevél-feliratkozás