Szempontok a trapézlemezes lapostetők hőszigetelésének kiválasztásához
A poliuretán (PUR) keményhabok is a műanyag hőszigetelő anyagok csoportjába tartoznak, azonban az EPS (expandált polisztirol) lapokkal ellentétben ezek hőre keményedő műanyagok. A poliuretán táblák égés során – hasonlóan a szerkezeti faanyagokhoz – elszenesednek.
Az építőiparban használatos poliuretán termékek az elmúlt évtizedben lényeges fejlesztéseken estek át, melyek az anyagösszetétel változásával jártak, és hatással voltak többek között az égési viselkedésre is. Röviden elmondható, hogy a poliuretán egyik alap alkotóelemének (izocianát) részaránya jelentősen megnőtt, ezért a korszerű poliuretánt számos helyen már csak PIR-nek (poliizocianurátnak) nevezik.
A tűzzel szembeni viselkedés oldaláról vizsgálva az alufólia kasírozású PIR-lapok az építési termékekre vonatkozó MSZ EN 13501 szerint Ds1d0 kategóriába tartoznak. A „D” a tűzvédelmi osztályt mutatja, az „s1” a legkedvezőbb füstképződési, a „d0” pedig a legcsekélyebb mértékű égve csepegési kategóriát jelenti. Ez utóbbi két jellemző azért fontos, mert a tűzzel szembeni védekezés kapcsán sok esetben a füstképződés a leghátráltatóbb tényező (oltáskor nagymértékben korlátozza a láthatóságot), míg a lecsepegő égő cseppek elősegíthetik a tűz továbbterjedését. Az expandált és az extrudált (XPS) polisztirol termékek, valamint a kétoldalt üvegfátyol kasírozású poliuretán termékek E tűzvédelmi osztályba tartoznak.
A homlokzati tűzterjedés kapcsán a legtöbb figyelmet talán a lapostetős, könnyűszerkezetes csarnoképületek kapják, hiszen itt az acél vagy vasbeton tartóelemekre legtöbb esetben vékony (maximum 1,5 mm-es) magasbordás acél trapézlemez kerül, mely fogadófelülete a hőszigetelésnek és a csapadékvíz-szigetelésnek. E csarnokok sokszor emberi tartózkodásra szánt terekként funkcionálnak, ezért kiemelten fontos a tűzzel szembeni viselkedésük.
A hőszigetelő anyagok osztályba sorolásánál többet mond a valós, teljes szerkezettel végzett modellvizsgálat: a tisztán PIR-hőszigetelést tartalmazó könnyűszerkezetes födém az égetéses vizsgálat során REI 15 perces tűzállósági teljesítményjellemző értéket ért el, ahol R a teherhordó képesség (szerkezeti stabilitás), E az integritás (elválasztó funkció), I a szigetelés. A teljes szerkezet tűzvédelmi osztályának meghatározása: „B”.
Hatékonyabb hőszigeteléssel csökkenthető a vastagság
A magyar hőtechnikai követelményeket tartalmazó rendelet teljesítéséhez hagyományos termékekből legalább 14 cm anyagvastagság szükséges, míg a hazai és EU-s szakmai szervezetek által ajánlott európai szintű minimum hőszigetelés-vastagság 25 cm. Kedvezőbb hőszigetelési jellemzőkkel rendelkező termékekből, például poliuretánból, aminek hővezetési tényezője: λ=0,022 W/mK, akár fele vastagság is elégséges a hőszigetelési követelmények eléréséhez.
A PIR-táblák alkalmazásának további előnyei
A kedvezőbb hőszigetelő hatás miatt vékonyabb réteg beépítése is elégséges, ami főként kötött hőszigetelés-vastagság esetén előnyös. A PIR-táblák nagy szilárdsága könnyebb, gyorsabb táblafektetést tesz lehetővé, a lapok sem beépítéskor, sem anyagmozgatáskor nem deformálódnak, nem vetemednek, nem nyomódnak össze, így nem kell számítani a deformációknál kialakuló pangó vizekre, melyek a szerkezet károsodásához vezetnek.
A poliuretán táblák testsűrűsége körülbelül 30 kg/m3, ami harmada a kőzetgyapot termékekének (100 kg/m3). A jobb hőszigetelő képesség és az alacsonyabb testsűrűség könnyebb szerkezetet eredményez például trapézlemezes lapostetőknél. Példaként: egy megvalósult épületnél a 28 cm vastag PIR-tábla 1 négyzetméterre eső tömege 8,4 kg, a teljes 2750 m2 tetőfelületen 23,1 tonna. Az ezzel hőtechnikailag azonos hőszigetelő hatást nyújtó 45 cm vastag, 100 kg/m3 testsűrűségű ásványgyapot négyzetméterenként 45 kg, a teljes felületen pedig 123,8 tonna terhet jelentene, ami több mint ötszöröse az előzőnek. 2750 m2 tetőfelületű csarnok esetében 100,7 tonna többletteher nehezedne a tartószerkezetre kőzetgyapot szigeteléssel.
A tömegben és térfogatban jelentkező különbségek a logisztikai, anyagmozgatási (szállítás és beépítés közben is) számlákon is meglátszódnak. A jelentős többletsúly statikai és biztonsági szempontból is hátrányos, hiszen tűz esetén a fém trapézlemezek szilárdsága – a magas hőmérséklet miatt – töredékére csökken, vagyis hamarabb hajolnak be és szakadnak le. PIR alkalmazásával a kisebb önsúly miatt karcsúbb tartószerkezet, kisebb keresztmetszetű tartóelemek, vékonyabb lemezvastagságú trapézlemezek építhetők be, ami szintén költségmegtakarítást eredményez.
További biztonsági szempontokat tekintve: a PIR, illetve a kőzetgyapot hőszigetelések tömegéből adódó különbség (100,7 tonna) a 2750m2 tetőfelületen 18,3 cm vastag friss hó tömegének felel meg. Azaz azonos tartószerkezeti kialakítás mellett kőzetgyapot használatakor a szerkezet a statikai számításban figyelembe vett hóterhen felül további 18,3 cm friss hó súlyát viseli.
Mechanikai rögzítésnél a vékonyabb méret miatt rövidebb, ezáltal olcsóbb dübelek szükségesek, és a nagy szilárdságból adódóan a dübeltányérok hőszigetelő anyagba való benyomódásával sem kell számolni.
A fentiekből látható, hogy a trapézlemezes lapostetők hőszigetelő anyagának kiválasztásában biztonsági, statikai, hőtechnikai, gazdasági szempontoknak együttesen kell szerepet játszaniuk.
Alufóliakasírozású PIR-lapok mechanikai rögzítése
