Épületfizika

 

Épületfizika

 

Hőhidak

Az épületfizika meghatározása szerint az épületet határoló szerkezeteknek azokat a részeit nevezzük hõhidaknak, amelyeken többdimenziós hõáram alakul ki. Mi is az a hőáram, és mitõl lesz többdimenziós?

A hõhíd kifejezést már nem csak a szakmabeliek, de a laikusok is ismerik. Ennek ellenére nem árt, ha közelebbrõl is megvizsgáljuk ezt a kérdést.

Többdimenziós hőáram

Egy különböző hőmérsékletű tereket elválasztó képzeletbeli homogén, sík, végtelen falban a hõ a fal síkjára merõlegesen halad a meleg oldalról a hideg felé, a hõáramokat ábrázoló nyilak párhuzamosak és a hideg oldal felé mutatnak. Ezt nevezzük egydimenziós hőáramnak. Minden olyan helyet, ahol nem párhuzamosak ezek a hõáramok, hõhidaknak nevezünk.

Geometriai hőhidak

Épületeink élei, sarkai környékén a falvastagságból adódóan a belsõ és a külsõ felület mérete nem egyezik meg. A leggyakrabban előforduló „pozitív” saroknál a meleg felületek lényegesen kisebbek, mint a hideg, külső felületek. Itt mindig többdimenziós hõáramok alakulnak ki: ezek az úgynevezett geometriai hőhidak.

Nemcsak a sarkok, hanem az ablakkávák, balkonok, loggiák, erkélylemezek működnek „hűtõbordaként”, és hõhíd a külsõ fal – belsõ válaszfal csatlakozása is. Mivel a hõhidak a falvastagságnál kétszer szélesebb sávban fejtik ki hatásukat, a manapság alkalmazott 35-45 centiméter vastag falakkal nem sok olyan felülete van az épülethatároló szerkezeteknek, ahol semmilyen hõhídhatás nem érvényesül. A hétköznapi szóhasználatban azért nem vagyunk ennyire precízek: ha a hőhidak káros hatását körültekintő tervezéssel és kivitelezéssel olyannyira lecsökkentjük, hogy azok sem az energiaveszteségben, sem a felületi hõmérséklet csökkenésben nem okoznak gondot, hőhídmentes szerkezetről beszélhetünk.

Inhomogén szerkezetek

Ha a határoló szerkezetet alkotó anyagok hõvezetési tulajdonsága jelentõsen eltér, úgy a hõáramok a jó hõvezetõ anyag felé húzódnak, és több dimenzió mentén terjednek. Ezt nevezzük anyagváltásból adódó hõhídnak.

A pillérvázas, kitöltő falazatú szerkezetekben gyakran alakul ki ez a helyzet (pl. 38 NF tégla és vasbeton). Az ilyen esetekben a fal legkisebb belsõ felületi hőmérséklete még annál is alacsonyabb lesz, mintha a hõhíd tengelyében levõ rétegrend szerinti nagy kiterjedésű falazatot néznénk (pl. betonfal). A kitöltõ falazóanyag mint hõszigetelés a hõáramokat a jó hõvezetõ anyag felé szorítja, ezért a hõáramsűrűség a hõhíd tengelyében nagyobb lesz, mint a homogén falaknál, ahol a hõáramok párhuzamosan futnak. Természetesen a fal öszszes energiavesztesége kisebb lesz, de a hõhíd okozta gond nagyobb. Minél nagyobb a két anyag hővezetési tényezőjében a különbség, annál érzékenyebb a szerkezet a hõhídra. Esetünkben a két anyag hõvezetési tényezõje több nagyságrenddel különbözik (tégla: 0,17 W/mK, vasbeton: 1,55 W/mK). Éppen ezért nem megoldás az, amit a hazai gyakorlatban sajnos gyakran tapasztalhatunk, hogy a kétféle felületet egyaránt vékony, 3-4 centiméteres 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 (λ = 0,64 W/mK) van a fenti vasbeton koszorú. Utóbbi esetben a két hõvezetési tényezõ egy nagyságrenden belül van. Éppen ezért az 1970-es években épült házak hõhidasság szempontjából kevésbé voltak problematikusak, mint az új, korszerű falazóanyagból épült falak.

Megoldás

A geometriai hõhidak hatását csökkenthetjük, ha a falszerkezet viszonylag vékony, így kicsi a különbség a belsõ és a külsõ felület között. Ügyelni kell arra, hogy lehetõleg a geometriai és az anyagváltásból adódó hõhidak ne essenek egybe (pillér a sarkon, sarokablak stb.).

Az anyagváltás miatt kialakuló hõhidak kiküszöbölésére a rosszabb hõszigetelõ képességű anyagot megfelelõ vastagságú szigetelõanyaggal kell burkolni. Ez annál vastagabb lesz, minél jobb az átlagos helyen a falazat hõszigetelõ képessége. Egy B30-as falazat esetében 1 cm vastag EXPERT is elegendõ, de a korszerű téglákra akár a 8-10 cm sem túlzás. Ezek már jelentõs vastagságok. Ahhoz, hogy a homlokzati sík ne törjön meg, és a hõszigetelésnek a szükséges helyet kiképezzük, a falazóblokkokat úgy kell elhelyezni, hogy külsõ síkjuk a pillérek külsõ síkjához képest a megfelelõ 5-12 cm-el 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. Ezt csak úgy lehet megoldani, hogy a betonszerkezet mellett az elsõ sor tégla kisebb méretű, mint a többi (pl. 38-as kitöltõ falazat esetén 30-as tégla). Ezeket a lépéseket pedig nem csak a pilléreknél, hanem a födémek, áthidalók esetében is el kell végezni.

Látható, hogy a jó hõszigetelõ képességű falazóanyagokból létesített kitöltõ falazatok hõtechnikailag pontos kivitelezése összetett feladat. Lényegesen egyszerűbb, ha a két anyag (kitöltõ falazat és a vasbeton váz) hõvezetési tényezõje között nincs olyan nagy különbség és az egész homlokzat 12 cm vastag AT-H80 hõszigetelést kap. Ezzel a hõhidak gyakorlatilag eltüntethetõk.

 

 

Forrás:http://www.muszakilapok.hu