Kívülről hőszigetelt falazat az erkélylemez hőszigetelése nélkül

A továbbiakban megvizsgáltuk a példaként választott szerkezetünket 8 centiméter vastagságú, külső oldalról felragasztott hőszigeteléssel és vékonyvakolattal. Az erkély padlószerkezetét változatlanul hagytuk ebben az esetben.

Az eredményeket a táblázat második sorában tüntettük fel. Az épületenergetikai szempontból lényeges hőátbocsátási tényező, és vonalmenti hőátbocsátási tényező értékei a várakozásoknak megfelelően csökkentek. A saját léptékben mért hőmérséklet a födém alsó síkján pedig emelkedett: f_Rsi = 0,74. A már hivatkozott szabvány [2] M.4.4 Mellékletének diagramjaiból kiolvasható, hogy a megengedhető relatív légnedvesség a belső térben 48 százalék. A penészmentes állapot fenntartásához a szellőző levegővel m³-ként 6,1 g vízpárát szállíthatunk el. Látható, hogy a belső térben magasabb páratartalom engedhető meg, hiszen 44 százalékról 48 százalékra nőtt a levegő megengedhető relatív nedvességtartalma. Változatlan nedvességterhelés mellett pedig 15 százalékkal kevesebb légcserével biztosítható a penészmentes belső felület (2. ábra).

Kívülről hőszigetelt falazat az erkélylemez körbehőszigetelésével

Az erkély szerkezetének körbe hőszigetelésének épületenergetikai és épületfizikai hasznát vizsgáltuk meg a következőkben. Ehhez természetesen el kell bontani a vasbeton erkélylemez felett lévő rétegeket: a lejtést adó betont és a burkolatot. A födémre alulról és felülről egyaránt 5 centiméter vastagságú hőszigetelés beépítését tervezzük. Az alsó oldalon tapaszágyba fektetett üvegszövetháló, valamint vékonyvakolat készül. A felső oldalon vasalt beton, csapadékvíz elleni bevonatszigetelés és lapburkolat kerül a hőszigetelésre. A belső térben lévő, mindössze 10 centiméter vastagságú padozati vastagság megnehezíti, illetve szűk határok közé szorítja az erkélylemezre kerülő rétegrend kialakítását.A táblázat harmadik sorában tüntettük fel az erkélylemez körbe hőszigetelésének figyelembe vételével kapott számítási eredményeket.Megállapítható, hogy a vonalmenti hőátbocsátási tényező 41 százalékkal csökkent a körbe hőszigetelés eredményeként. A saját léptékben mért hőmérséklet: f_Rsi = 0,824 értékre növekedett.

A már hivatkozott szabvány [2] M.4.4 Mellékletének diagramjaiból extrapolálva, a megengedhető relatív légnedvesség a belső térben kb. 55 százalék. Látható, hogy a belső térben magasabb páratartalom engedhető meg, hiszen 44 százalékról 55 százalékra nőtt a levegő relatív nedvességtartalma. Változatlan nedvességterhelés mellett pedig 27 százalékkal kevesebb légcserével biztosítható a penészmentes belső felület. Az MSZ-04-140-2:1991 szabvány [2] M 4.2 diagramjából kiolvasható, hogy a penészmentes állapot fenntartásához a szellőző levegővel köbméterenként 7,1 g vízpárát szállíthatunk el. A fejlődő pára ismeretében ez alapján kiszámítható a légállapot fenntartásához szükséges szellőzőlevegő térfogatárama (3. ábra).

Megvizsgáltuk a csomópont termikus tulajdonságainak alakulását 8 centiméter vastagságú, a homlokzati falra belső oldalról felragasztott hőszigetelés esetén is annak érdekében, hogy a külső és belső oldali hőszigetelés közötti különbségre rávilágítsunk. A táblázat negyedik sorában tüntettük fel a számítás eredményeit. Látható, hogy a vonal menti hőátbocsátási tényező magasabb, mint a külső oldali hőszigetelés esetén.

Látványosabb a különbség a csomópont legalacsonyabb felületi hőmérsékletében (12,6 ºC). A saját léptékben mért hőmérséklet: f_Rsi = 0,704 értékre változott. A hivatkozott szabvány [2] M.4.4 Mellékletének diagramjaiból kiolvasható, hogy a megengedhető relatív légnedvesség a belső térben 45 százalék. Az M 4.2 Melléklet diagramjából kiolvasható, hogy a penészmentes állapot fenntartásához a szellőző levegővel köbméterenként 5,5 g vízpárát szállíthatunk el. Látható, hogy a belső térben csak 1 százalékkal magasabb páratartalom engedhető meg, mint az eredeti állapotban (4. ábra).

Végül megvizsgáltuk azt a lehetőséget, hogy csak az erkélylemezt szigeteljük, anélkül, hogy a homlokzat hőszigetelését elkészítenénk. A számítások eredményeit az 1. táblázat 5. sorában láthatjuk. Ezzel az intézkedéssel a kritikus csomópont saját léptékben mért hőmérséklete jelentősen megemelkedett. Az eredeti állapot f_Rsi = 0,684 értéke f_Rsi =0,748-ra növekedett. Ami a gyakorlatban azt jelenti, hogy a megengedhető relatív légnedvesség 44 százalékról 50 százalékra növekedett (5. ábra).

A számítási eredmények összefoglalása és a tanulságok

Ismét ki kell emelnünk, hogy a jelen cikkünkben bemutatott számítások csak egy aktuális probléma szemléletes körbejárását szolgálják, nem tekinthetőek a vizsgált szerkezeti megoldások bármilyen értékelésének. A valóságban minden egyes tervezési feladat egyedi elbírálást igényel. Továbbá a könnyű érthetőség kedvéért a kiválasztott számítási módszerek komoly egyszerűsítéseken alapulnak, ezért több, a penészesedés szempontjából igen fontos tényezőt nem tudnak figyelembe venni. Azonban így is lehetőségünk volt bizonyos tendenciák megállapítására melyek a tervezőnek hasznára válhatnak.

Az eredeti állapotban a teljesen hőszigeteletlen erkélylemez igen jelentős hőhidat képvisel. Egy átlagos lakást és körülbelül 3 méteres szintmagasságot feltételezve egy vízszintes folyóméterre vetítve a falazat és az erkélylemez hőveszteségeinek aránya kb. 2:1. A kialakuló igen alacsony felületi hőmérsékletek mellett, csak a megfelelően nagy légcsere biztosíthatja a lakás higiénikus használatát, ami további jelentős energiaveszteségeket jelent. A penészmentes állapot „megfelelően rossz" légzárású ablakokkal és elégséges szellőztetéssel esetleg fenntartható. Egy esetleges ablakcsere és fűtéskorszerűsítés után – különösen nagy lakósűrűség esetén –, megnövekedett légzáróság mellett pusztán kézi szellőztetéssel már igencsak kérdéses a szükséges mértékű légcserét biztosítani.

A várakozásoknak megfelelően a homlokzati hőszigetelés során a vasbeton erkélylemezek szigetelés nélkül hagyásával az elérhető energiamegtakarítás kisebb mértékű, mint a körbe hőszigetelt változatnál. De érdemes megjegyezni, hogy a falak hőszigetelésével önmagával a vasbeton erkélylemezt nem lehet még „hőhidasabbá" tenni. A falak és a vasbeton lemez hőveszteségeinek relatív különbsége nő, de az abszolút érték az erkélylemez esetében is valamelyest csökken (ha nem így lenne, az ellentmondana a termodinamika törvényeinek, hiszen a hővezetési ellenállást végeredményben növeltük). A külső hőszigetelés hatására a kritikus felületi hőmérséklet is megnövekedett, azonban a tetemes anyagi ráfordítással elvégzett felújítás ellenére továbbra is gyenge pontja maradt a szerkezetnek, ami épületfizikai meghibásodásokhoz vezethet.

Az erkélylemez körbe hőszigetelésével a kritikus felületi hőmérséklet jelentős növekedését lehet elérni, ami a belső térben megengedhető páratartalom magasabb értékét is lehetővé teszi, illetve jelentősen csökkenti a penészedés kialakulásának kockázatát. Változatlan nedvességterhelésű belső tér esetén a szellőzőlevegő szükséges mennyisége csökkenthető, ami további energiamegtakarítást jelent. Azonban érdemes megfigyelni, hogy a vasbeton lemez hőveszteségei továbbra is jelentősek, különösen a hőszigetelt falakhoz képest. Tehát körbehőszigeteléssel sem tehető egy erkély „hőhídmentessé", hiszen a külső és belső lehűlő felületek különbsége nem csökkenhet, a hőszigetelés miatt a belső térből „fűtött" erkélylemez a kültérben relatív magas hőmérsékletű marad és nagy felületen tud hőt leadni.

Az erkélylemez körbe hőszigetelése az energiatakarékosság mellett a belső tér javuló hőkomfortjával is hasznot hoz (mind a nagyobb belső felületi hőmérsékletek, mind a nagyobb, elérhető légzáróság miatt).

Amennyiben csak a belső térben kívánjuk a penészedés kialakulásának kockázatát csökkenteni, akkor az erkélylemez körbe hőszigetelésével is jelentős eredményeket érhetünk el bizonyos esetekben.

A belső oldali hőszigetelések általában csak védendő homlokzatú épületeknél szoktak szóba kerülni, azonban a szerkezeti lehetőségek teljességének ismerete végett érdemes ezt a megoldást is megvizsgálni. Bizonyos esetekben még akár viszonylag új épületeknél is szóba jöhet a belső oldali hőszigetelés (például kőburkolatos homlokzatok stb.). A belső oldali szigetelések épületfizikai méretezése önmagában is rendkívül összetett kérdés, ezzel cikkünkben nem kívántunk foglalkozni. A jó összehasonlíthatóság végett a külső és belső oldali szigetelésnél ugyanazt a 8 centiméteres vastagságot vettük figyelembe, mivel a belső oldalon általában ez az alkalmazható vastagság felső határa. Ennél a változatnál az erkélylemez okozta hőhíd hatása alig csökkenthető. Ez megmutatkozik a vonal menti hőátbocsátási tényező viszonylag magas értékében (ami azonban itt is alacsonyabb az eredeti szerkezethez képest), valamint a megengedhető páratartalomnál alig kimutatható növekedésnél. Belső oldali hőszigeteléseknél a hőszigetelés befordításával lehetséges további javulást elérni.

A kérdést minden esetben meg kell vizsgálni épületenergetikai és épületfizikai, állagvédelmi szempontból is. Ne hagyjuk figyelmen kívül, hogy a hőszigeteléssel egyidejűleg beépített új nyílászárók légzárása rendszerint lényegesen nagyobb, mint a régi szerkezeteké, ezért a helyiségek légcseréje spontán módon, filtrációval általában nem éri el a penészmentes állapot fenntartásához szükséges mértéket.

Bakonyi Dániel
okl. építészmérnök, doktorandusz, BME Épületszerkezettani Tanszék

Dr. Kakasy László
okl. építészmérnök, egyetemi adjunktus, BME Épületszerkezettani Tanszék