Víz- és hőszigetelés ÉPÜLETSZERKEZETEK 1. Horváth Tamás PhD

Átírás

1 Víz- és hőszigetelés Horváth Tamás PhD építész, egyetemi tanársegéd Széchenyi István Egyetem, Győr Építészeti és Épületszerkezettani Tanszék 1

2 Katalógusok %C3%B6lthet%C5%91-anyagok Informacios-anyagok/Prospektusok-online-lapozasa 2

3 Székoszlop Tetős körkérdés 14 megnevezés Kétállószékes fedélszék 3 Bársony István, Schiszler Attila, Walter Péter: Magasépítéstan II. Szega Books, Pécs, fejezet

4 Lapostetős tájkép, lapostető típusok Új kollégiumi épület Hasznosított (terasztető) és Nem hasznosított lapostetők Étterem Fémlemez fedésű alacsony hajlású tető, vonalmenti vízgyűjtéssel Palazuzalékos bitumenes lemezzel részben felújított műanyaglemez fedésű lapostető, pontszerű vízgyűjtéssel Bitumenes lemezzel fedett lapostető attikán átvezetett, pontszerű vízgyűjtéssel Sportcsarnok Változó hajlásszögű, íves trapézlemezzel fedett tető Kavicsolt, bitumenes lemezzel fedett lapostető, pontszerű vízgyűjtéssel Új edzőcsarnok Műanyaglemezzel fedett lapostető, a hosszoldalak mentén elhelyezett pontszerű vízgyűjtőkkel és Egyszerű pontszerű vízgyűjtéssel Parkolóház Vízzáró vasbeton lemezfödém, bevonatszigeteléssel Laborok Bitumenes lemezzel felújított lapostető, pontszerű vízgyűjtéssel Műanyaglemezzel fedett lapostető, pontszerű vízgyűjtéssel Telecom Bitumenes lemezzel fedett lapostető, pontszerű vízgyűjtéssel Tanulmányi épület Műanyaglemezzel fedett lapostető, pontszerű vízgyűjtéssel az attikáknál 4

5 Lapostetős tájkép, felszerelések Új kollégiumi épület Korlát Klimatizálás kültéri egységei Étterem Klimatizálás kültéri egysége Szellőztető berendezés és légvezetékei Felülvilágítók Páraszellőzők Pontszerű lefolyók Attikán átvezetett lefolyók Villámhárítás eszközei Hágcsók Sportcsarnok Kavicsterítés, leterhelés Szellőző levegő kivezetések Új edzőcsarnok Pontszerű felülvilágító kupolák Sávszerű felülvilágító donga Parkolóház Korlátok Világító kandelláberek Laborok Fotovoltaikus panelek és állványaik Szellőzők Kémények Korlátok Hágcsók Tetőkibúvók Villámhárítók Felülvilágító kupolák Klimatizálás gépei és állványaik Árnyékoló háló Telekommunikációs eszközök (Lomok) Leterhelő betonlapok, járda Páraszellőzők Fémlemezes attika lefedés Telecom Felülvilágító kupolák Klimatizálás gépei és állványai Zászlórúd Tanulmányi épület Fémlemezes attika lefedés Pontszerű lefolyók az attikáknál Klimatizálás kültéri egysége 5

6 3 pontos kérdés

7 Vízszigetelés 7

8 Az épületet támadó nedvességokozók a-e f-g h-i j k-l Csapadék elleni szigetelés Használati víz elleni szigetelés Talajnedvesség és -pára elleni szigetelés Talajvíz elleni szigetelés Üzemi víz elleni szigetelés 8 Gábor László: Épületszerkezettan II. 41. oldal

9 Víz- és nedvességproblémák 1. A víz távoltartása, elvezetése Szivárgó rendszerek a talajban Megfelelő lejtés és vízgyűjtés kialakítása a tetőn, az épületben 2. Vízzáró megoldások viszonylagos szárazság Tömegszigetelés Agyag (geotechnikában) Vízzáró vasbeton Vízzáró habarcsok Hagyományos tetőfedések Pikkelyes fedések Táblás fedések Kévefedések 3. Vízhatlan megoldások teljes szárazság Alépítményi szigetelések Lapostetők Használati és üzemi víz elleni szigetelések 9

10 Vízhatlan megoldások teljes szárazság Bevonatszigetelések Különleges habarcsok Bitumen alapú kent szigetelések Poliészter vagy poliuretán alapú Lemezszigetelések Fém lemezszigetelések Ólom, réz, cink (horgany) Alumínium, acél Bitumenes lemezszigetelések Desztillációs bitumenek Oxidációs bitumenek Modifikált bitumenek (műanyaggal módosított) APP: ataktikus polipropilén (plasztomer, plasztikus) SBS: sztirol-butadién-sztirol (elasztomer, elasztikus) EPM: etilén-propilén-kaucsuk (elaszto-plasztikus) Műanyag lemezszigetelések Plasztomerek (nem nyúlik, hőre lágyul, alakítható) PVC: polivinylklorid PIB: poliizobutilén ECB: etilkopolimer bitumen EVA: etilénvinyl-acetát kopolimer Elasztomerek (hőre nem lágyul, de rugalmas) CSM: szulfoklórozott polietilén IIR: butilkaucsuk EPDM: etién-propilén-dién-monomer CR: polikloroprén 10 Bársony István: Magasépítéstan I. Szega Books, Pécs, fejezet Bársony István, Schiszler Attila, Walter Péter: Magasépítéstan II. Szega Books, Pécs, fejezet

11 Bitumenes termékek Bitumenmázak (oldószeres bitumenek) Bitumenemulzió (vízben eloszlatott) Bitumenes kittek (olajban oldott) Bitumenes lemezek Vékonylemez (ma már ritka), max. 3 mm Vastaglemez, min. 4 mm Hordozóréteg régen: papír, korhadt Hordozóréteg ma: műanyag vagy üveg vagy fém szövet vagy fátyol 11 Bársony István: Magasépítéstan I. Szega Books, Pécs, fejezet Bársony István, Schiszler Attila, Walter Péter: Magasépítéstan II. Szega Books, Pécs, fejezet

12 Lemezszigetelések rétegszáma Bitumenes vékonylemez max. 3 mm Bitumenes vastaglemez min. 4 mm Talajnedvesség ellen Talajvíznyomás ellen Használati víz Lapostető Műanyaglemez 1-2 mm Somfai Attila előadásanyagából

13 Vízszigetelések fektetése Szilárd aljzatra Bevonatszigetelés kenve Forró bitumenbe fektetve Saját olvadékába ragasztva Öntapadós lemez, forró levegős hegesztéssel Nem szilárd aljzatra (pl. hőszigetelésre) Mechanikus rögzítés, toldásnál, dűbelekkel Sávokban ragasztott rögzítés Pontokban (tárcsákhoz) ragasztott rögzítés 13 Bársony István: Magasépítéstan I. 4. fejezet; Bársony István, Schiszler Attila, Walter Péter: Magasépítéstan II. 2. fejezet

14 Alépítményi vízszigetelések 14 Bársony István: Magasépítéstan I. Szega Books, Pécs, fejezet

15 Alépítményi szigetelések: fal és padló Aljzat > vízszintes falszigetelés > padlószigetelés Talajnedvesség ellen 15 Bársony István: Magasépítéstan I. Szega Books, Pécs, fejezet

16 Alépítményi szigetelések: fal és padló 16 Bársony István: Magasépítéstan I. Szega Books, Pécs, fejezet

17 Alépítményi szigetelések: védőfallal Aljzat > vízsz. falszigetelés > padlószigetelés > függ. falszigetelés > védőszerkezet Talajnedvesség ellen 17 Bársony István: Magasépítéstan I. Szega Books, Pécs, fejezet

18 Alépítményi szigetelések: védőfallal 18 Bársony István: Magasépítéstan I. Szega Books, Pécs, fejezet

19 Alépítményi szigetelések: védőfallal 19 Bársony István: Magasépítéstan I. Szega Books, Pécs, fejezet

20 Alépítményi szigetelések: tartófallal Aljzat > tartófal > vízsz. falszigetelés > függ. falszigetelés > padlószigetelés Talajnedvesség ellen 20 Bársony István: Magasépítéstan I. Szega Books, Pécs, fejezet

21 Alépítményi szigetelések: tartófallal 21 Bársony István: Magasépítéstan I. Szega Books, Pécs, fejezet

22 Alépítményi szigetelések: tartófallal 22 Bársony István: Magasépítéstan I. Szega Books, Pécs, fejezet

23 Szivárgó rendszerek 1. Beton sávalap 2. Pincefal 3. Talajnedvesség elleni függőleges falszigetelés (2 réteg bitumenes vastaglemez) 4. Szigetelést védő szerkezet 5. Felületszivárgó lemez 6. Geotextília 7. Feltöltés 8. Szűrő réteg 9. Szivárgócső 23 Bársony István: Magasépítéstan I. Szega Books, Pécs, fejezet

24 Teknőszigetelés, talajvíz(nyomás) ellen Bársony István: Magasépítéstan I. Szega Books, Pécs, fejezet 24

25 Teknőszigetelés, talajvíz(nyomás) ellen 25 Bársony István: Magasépítéstan I. Szega Books, Pécs, fejezet

26 Magastetők vízszigetelése Külső csapadékvíz: vízzáró fedés + vízzáró alátétfedés Belső pára: párafékező(záró) réteg + páraáteresztő alátétfedés 26 Bársony István, Schiszler Attila, Walter Péter: Magasépítéstan II. Szega Books, Pécs, fejezet

27 Lapostetők vízszigetelése Egyhéjú melegtető Kéthéjú hidegtető Egyenes rétegrendű Fordított rétegrendű Nem járható Járható Nem járható Járható Vízszigetelés Hőszigetelés Párafékező(záró) réteg 27 Bársony István, Schiszler Attila, Walter Péter: Magasépítéstan II. Szega Books, Pécs, fejezet

28 Vízszigetelések fektetése Szilárd aljzatra Bevonatszigetelés kenve Forró bitumenbe fektetve Saját olvadékába ragasztva Öntapadós lemez, forró levegős hegesztéssel Nem szilárd aljzatra (pl. hőszigetelésre) Mechanikus rögzítés, toldásnál, dűbelekkel Sávokban ragasztott rögzítés Pontokban (tárcsákhoz) ragasztott rögzítés 28 Bársony István: Magasépítéstan I. 4. fejezet; Bársony István, Schiszler Attila, Walter Péter: Magasépítéstan II. 2. fejezet

29 Használati és üzemi víz elleni szigetelések Használati / üzemi víz Mérsékelt / közepes / fokozott nedvességhatás Mérsékelt / közepes / fokozott védelmi szint Megoldások: 1. Vízzáró burkolat 2. Vízzáró és szigetelő burkolat 3. Teljes értékű szigetelés ~1% 29 Bársony István, Schiszler Attila, Walter Péter: Magasépítéstan II. Szega Books, Pécs, fejezet

30 Hőszigetelés 30

31 3 pontos kérdés

32 Hőszigetelés igénye Éghajlati viszonyok, külső hőmérséklet télen / nyáron Lakótér megkívánt hőmérséklete közel állandó Megoldás fűtés / hűtés Energiafelhasználás télen / nyáron Energiaárak növekedése Költségtakarékosság igénye Tartsuk bent a meleget Jól hőszigetelt szerkezetekkel A felfűtött levegő bezárásával 32 Bársony István, Schiszler Attila, Walter Péter: Magasépítéstan II. Szega Books, Pécs, fejezet Wolfgang Feist: Passzívház tanfolyam

33 Ceruzaelv 33

34 Hőszigetelés / hővezetés Szerkezet pl.: végtelen nagy homlokfelületű sík fal Hőmérséklet különbség a belső és a külső oldal között Hőáram indul a melegebb oldalról a hidegebb felé Hőfokesés a szerkezetben Homogén és kvázi homogén szerkezetek Réteges (inhomogén) szerkezetek 34 Bársony István, Schiszler Attila, Walter Péter: Magasépítéstan II. Szega Books, Pécs, fejezet Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

35 Hővezetési tényező Kifejezi, hogy mekkora hőáram képes áthaladni egységnyi vastagságú, az áramlásra merőlegesen egységnyi felülettel bíró anyagon, egységnyi hőmérsékletkülönbség hatására λ W mk Az anyagok testsűrűsége és a hővezetési tényezője között egyenes arányosság fedezhető fel. Értéke függ: Anyag hőmérsékletétől Anyag nedvességtartalmától Anyag testsűrűségétől és annak változásaitól 35 Bársony István, Schiszler Attila, Walter Péter: Magasépítéstan II. Szega Books, Pécs, fejezet Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp,

36 Hőátbocsátás külső hőátadás + hővezetés(ek) + belső hőátadás = hőátbocsátás q = α i t i t 1 q = 1 d λ 1 t 1 t 4 q = α e t 4 t e q = 1 + d α i λ + 1 α e t i t e 36 Bársony István, Schiszler Attila, Walter Péter: Magasépítéstan II. Szega Books, Pécs, fejezet Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

37 Hőátbocsátási tényező és ellenállás Hőátadás (belül) Hőáram q = α i t i t 1 q = 1 d λ Tényezők Hőátadási tényező (belül) + Hővezetés + Hőátadás = (rétegenként) (kívül) Hővezetési tényező (rétegenként) Hőátbocsátás 1 t 1 t n q = q = αe t n t e 1 + d α i λ + 1 α e Hőátadási tényező (kívül) Hőátbocsátási tényező 1 U = jel α i λ α e 1 + d α i λ + 1 α e mértékegység Ellenállások W m 2 K Hőátadási ellenállás (belül) W mk Hővezetési ellenállás (rétegenként) jel R si = 1 α i R n = d λ mértékegység m 2 K W m 2 K W W m 2 K Hőátadási ellenállás (kívül) W m 2 K Hőátbocsátási ellenállás t i t e R se = 1 α e R = R si + R n + R se = 1 U m 2 K W m 2 K W 37 Bársony István, Schiszler Attila, Walter Péter: Magasépítéstan II. Szega Books, Pécs, fejezet Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

38 Többrétegű fal hőátbocsátása, számpélda A fal rétegrendje (belülről kifelé) 1,5 cm vakolat 20 cm vasbeton fal 0,5 cm ragasztóhabarcs 12 cm kőzetgyapot hőszigetelés 0,5 cm vékonyvakolat Számítsuk ki a fal hőátbocsátási tényezőjét! U = U = d α i λ + 1 αe = ,015 0,810 +0,200 1,550 +0,005 0,930 +0,120 0,036 +0,005 0, R si +R 1 +R 2 +R 3 +R 4 +R 5 +R se = U = 1 R = 1 3,658 = 0,273 W m 2 K 1 0,125+0,019+0,129+0,005+3,333+0,005+0, Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, Reisch Richárd: Az új energetikai szabályozás szerkezeti következményei In: Energiatudatos megoldások I.

39 Hőszigetelendő épületszerkezetek 39 Bozsaky Dávid: Építési hőszigetelő anyagok, 19. oldal

40 Szerkezetek előírt hőátbocsátási tényezői Épülethatároló szerkezet U 1.m [W/m 2 K] U 5.m [W/m 2 K] Külső fal / Homlokzati fal 0,45 0,24 Lapostető 0,25 0,17 Padlásfödém / Padlás és búvótér alatti födém 0,30 0,17 Fűtött tetőteret határoló szerkezetek 0,25 0,17 Alsó zárófödém árkád felett / Árkád és áthajtó feletti födém 0,25 0,17 Alsó zárófödém fűtetlen pince felett / terek felett 0,50 0,26 Üvegezés 1,00 Különleges üvegezés (magas akusztikai és biztonsági követelményű) 1,20 Homlokzati üvegezett nyílászáró, fa vagy PVC keretszerkezettel 1,60 1,15 Homlokzati üvegezett nyílászáró, fém keretszerkezettel 2,00 1,40 Homlokzati üvegezett nyílászáró, ha névleges felülete kisebb, mint 0,5 m 2 2,50 Homlokzati üvegfal (az üvegezésre és a távtartókra együttesen értelmezett átlag) 1,50 1,40 Üvegtető 1,45 Tetőfelülvilágító / Tetőfelülvilágító füstelvezető kupola 2,50 1,70 Tetősík ablak 1,70 1,25 Homlokzati üvegezetlen kapu / Ipari és tűzgátló ajtó és kapu 3,00 2,00 Homlokzati vagy fűtött és fűtetlen terek közötti ajtó 1,80 1,45 Homlokzati vagy fűtött és fűtetlen terek közötti kapu 1,80 Fűtött és fűtetlen terek közötti fal 0,50 0,26 Szomszédos fűtött épületek közötti fal 1,50 1,50 Talajjal érintkező fal 0-1 m / Lábazati fal, talajjal érintkező fal 1 m mélységig 0,45 0,30 Talajon fekvő padló (a kerület mentén 1,5 m széles sávban / egész) 0,50 0,30 Hagyományos energiagyűjtő falak (pl. tömegfal, Trombe fal) 1, /2006. (V. 24.) TNM rendelet az épületek energetikai jellemzőinek meghatározásáról

41 Hőhidak Többdimenziós hőeloszlás = hőhíd Hőhidak kialakulásának okai: Geometriai forma geometriai hőhíd Különböző hővezetési tényezőjű anyagok összeépítése szerkezeti hőhíd Egyenlőtlen felületi hőmérséklet-eloszlása Hőhídmentes szerkezet nincs! Vizsgálatuk bonyolult Közelítő módszereket alkalmazunk Végeselemes szimuláció, megfelelő programokat és nagy számítási kapacitást igénnyel 41 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, Bársony István, Schiszler Attila, Walter Péter: Magasépítéstan II. Szega Books, Pécs, fejezet

42 Hőhíd vizsgálat - példa Szerkezeti váz Végeselemes modell, elemi cellák Izotermák Színezett hőfokesési ábra Számítás: vonalmenti hőátbocsátási tényező 42 Készült a THERM 7.4 programmal Bársony István, Schiszler Attila, Walter Péter: Magasépítéstan II. Szega Books, Pécs, fejezet

43 Hőhíd vizsgálat - példa 43 Higi Balázs: Belső oldali hőszigetelések, tanulmány, 2012.

44 Hőhíd vizsgálat - példa 44 Zöld András: Energiatudatos építészet. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1999.

45 Hőhídmentes szerkezeti kialakítás 45 Dohanek Ádám: Passzívházak építéstechnológiája és szerkezeti megoldásai Adolf W. Sommer: Passzívházak tervezés, szerkezet, csomópontok, példák

46 Hőmérsékleteloszlás időbeni változása a talajban 46 Berechnung der Waermeverluste des Kellerraumes ueber den Erdboden

47 Hőtárolás 47 Példa: Eredeti hőmérséklet: t e és t i A külső hőmérséklet csökken (éjjel, rossz idő esetén): t e A szerkezet kibocsátja magából a benne feltárolt hő egy részét. (Az eredeti és az új hőfoklefutási görbék alatti területek különbségét.) A folyamatban csak a külső oldali szerkezeti rétegek vesznek részt A feltárolt hő szerepe: nem kell nagy fűtő/hűtő teljesítményt tartalékolni, mert A szélsőségesen hideg/meleg időszakok kiegyenlítődnek A periodikus változások (pl.: napi ciklus) hatásai kiegyenlítődnek Hőtároló képesség függ A szerkezet fajlagos tömegétől, m f [kg/m 2 ] A szerkezet anyagának fajhőjétől, c [kj/kgk] A szerkezet rétegrendjétől Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, Bársony István, Schiszler Attila, Walter Péter: Magasépítéstan II. Szega Books, Pécs, fejezet

48 Hőtárolás Egy szerkezetben a feltárult hő teljes mennyiségét a hőfoklefutási görbe alatti terület mutatja A hőszigetelést arra az oldalra célszerű tervezni, ahol a nagyobb hőmérsékletváltozások várhatók. Rétegrend szerepe hőtároló képesség Csak tartószerkezet átlagos Csak hőszigetelés kvázi nulla Hőszigetelés kívül maximális Hőszigetelés belül minimális Hőszigetelés középen átlagos 48 Reis F, Várfalvi J, Zöld A: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára. Műegyetemi Kiadó, Bp, 2007.

49 Hőszigetelő anyagok csoportosítása Hőszigetelő képesség szerint: Rossz 0,15 W/mK felett Közepes 0,06-0,15 W/mK között Jó (hatékony) 0,06 W/mK alatt Kémiai besorolás szerint: Szerves Szervetlen Eredet, feldolgozás szerint: Természetes Csekély mértékben alakított Jelentősen átalakított Mesterséges Anyagszerkezet szerint: Szálas Pórusos Nyílt cellás Zárt cellás Tűzállóság szerint: Éghető Nem éghető 49 Bársony István, Schiszler Attila, Walter Péter: Magasépítéstan II. Szega Books, Pécs, fejezet Bozsaky Dávid: Építési hőszigetelő anyagok

50 Hőszigetelő anyagok Mesterséges Szálas (Azbeszt, mérgező!) Kőzetgyapot ~0,038 Rockwool Üveggyapot ~0,038 Isover Műanyaghabok Polisztirolhab Extrudált (XPS) ~0,033 Expandált (EPS) ~0,038 Formahabosított expandált (FPS) Grafitos expandált ~0,030 Austrotherm Poliuretán (PUR) / ~0,024 Bachl Poliizocianurát (PIR) Puren Polietilén hab Ásványi habok Kőcsivacs(lap) Pórusbeton ~0,045 Ytong Multipor Üveghab ~0,050 FoamGlas Ömlesztett Duzzasztott agyagkavics Duzzasztott üvegkavics Duzzasztott perlit Kohó(hab)salak Tufák Természetes Parafa Fagyapot Farostlemez Cellulóz Nád, nádlemez Szalma, szalmabála Len-, kenderrost, pamut Gyapjú 50 Bársony István, Schiszler Attila, Walter Péter: Magasépítéstan II. Szega Books, Pécs, fejezet Bozsaky Dávid: Építési hőszigetelő anyagok

51 3 pontos kérdés