Magasépítéstan alapjai 2. Előadás

Átírás

1 MAGASÉPÍTÉSTAN ALAPJAI Magasépítéstan alapjai 2. Előadás BME MET Előadó: 2014/2015 II. szemeszter egyetemi docens, BME Építőanyagok és Magasépítés Tanszék

2 2. Előadás (TEHERHORDÓ) Falas épületek 1. Bevezetés Rendeltetés és a falakkal szemben támasztott követelmények 2. Csoportosítás, falazóelemek fejlődése 3. A fal mint szerkezet 4. Elemes falak 5. Homogén falak 6. Nagyelemes falak 7. Zsaluzó elemes falak 8. Szerelt falak 9. Külső falak hővédelme 10. Válaszfalak főbb típusai A falas épületek csoportja a teherhordó falszerkezetekről kapta a nevét, mivel az épület jellemző függőleges tartószerkezete a falazat. 2

3 teherhordás iránya Magasépítéstan alapjai 1.1. A falak rendeltetése 1. teherhordás és térhatárolás 2. statikai okokból szükséges merevítés 3. egyedi feladatok teljesítése (pl. lépcsőházi, lakáselválasztó, tűzvédő) 4. térosztás erkély 1. lakás külső teherhordó fal lakáselválasztó fal 1.2. A falakkal szemben támasztott követelmények nappali 1. lakás háló tartószerkezeti; épületszerkezeti; kiviteli, technológiai; esztétikai; fenntarthatósági; gazdaságossági. konyha garderobe közl. fürdő válaszfal folyosó belső teherhordó fal forrás: 3

4 2. Csoportosítás, falazóelemek fejlődése Szerkezeti jelleg és anyag szerinti csoportosítás: Elemes falak: mesterségesen előállított elemekből égetett téglákból égetés nélkül készített elemekből, téglákból természetes kövekből vegyes falazatok (pl. kőből és téglából) Homogén, vagy öntött falak: vályogfalak betonfalak Nagyelemes falak: blokkos falak falpanelek könnyű falelemek Zsaluzó elemes falak Szerelt falak (A zölddel kiemelt csoportokat A Magasépítéstan I, a Magasépítéstan MSc és a Fa-, falazott, és kőszerkezetek tárgy részletesen ismerteti) 4

5 3. A fal mint szerkezet I. A falak különböző funkciója miatt a falszerkezetekre vonatkozó követelmények, és követelményszintek is változóak. Néhány példa: teherhordó falaknál elsődleges követelmény a szilárdság és az állékonyság; térhatároló falaknál elsődleges követelmény a hő-, és hangszigetelés; válaszfalaknál elsődleges követelmény a hangszigetelés; Falszerkezetek tervezésekor, minősítésekor vizsgálandó összefüggés: KÖVETELMÉNY -> szerkezet <- TELJESÍTŐKÉPESSÉG Teherhordó falaknál a statikai szempontok döntőek: szilárdság állékonyság Az adott fal teherbírása függ: az anyagától; a falat képező elemek közötti kapcsolattól (szerkezeti kialakítástól); a keresztmetszeti méreteitől, karcsúságától; áttörtségétől; és a kivitelezés szakszerűségétől. 5

6 A kivitelezés szakszerűségét a falazás és a téglakötés szabályainak betartása biztosítja. Az 1. Előadáson elhangzottak ismétlése a fal szabályos kötésben, egyenletes (habarcs)hézagokkal, kitöltött állóhézagokkal (kivéve a nút-féderes blokkokat) épül; a falazást segédeszközök segítik: rétegosztó léc, zsinór, függő, vízmérték, stb.; az összefüggő falakat az egyenletes ülepedés érdekében azonos ütemben építik; a falazás megszakítása csorbázattal történik. 6

7 3. A fal mint szerkezet II. A falak különböző funkcióinak teljesítését más épületszerkezetek, szerkezeti elemek is segítik, támogatják. Néhány példa: teherhordó falak állékonyságát Segíthetik pillérek, támpillérek teherhordó falak összefogása koszorúval történik nyílások feletti falszakaszok alapját az áthidalók adják a teljes épület stabilitását meghatározza a födém - koszorú teherhordó fal átgondolt megtervezése, rendszerként történő kialakítása Családi ház A nyílásáthidalókat és a koszorúkat a vízszintes teherhordó szerkezeteknél (födémek, gerendák) tárgyaljuk. 7

8 3. A fal mint szerkezet III. födém koszorú teherhordó fal kapcsolat Építés közbeni állapot - épületsarok az első födém magasságában Információk: a födém E gerenda + béléstest a falszerkezet égetett agyag tégla a koszorú vasalását és a hőszigetelő táblákat elhelyezték, a betonozás még nem történt meg 8

9 3. A fal mint szerkezet IV. A teherhordó falak alaprajzi helyzete alapján megkülönböztetünk harántfalas, hosszfalas, és vegyes rendszert. A teherhordó falak közötti traktusokat válaszfalak osztják fel kisebb terekké. Kívánatos, hogy a válaszfalak anyaga és szerkezete a teherhordó falakkal azonos legyen. (Lásd: falazó-elem családok) A válaszfalak jellemzője a kisebb falvastagság (10-12 cm), és a saját súlyra, állékonyságra vonatkozó korlátozott statikai teljesítőképesség/teljesítmény. harántfalak kép forrása: Bártfai Ingatlan 9

10 3. A fal mint szerkezet V. A teherhordó harántfalas épületek harántfalak kép forrása: BME Magasépítési Tanszék jegyzet

11 4. Elemes falak Elemes falak (kis elemekből épített falak): a) mesterségesen előállított elemekből égetett téglákból égetés nélkül készített elemekből, téglákból b) természetes kövekből c) vegyes falazatok (pl. kőből és téglából) a) Mesterségesen előállított falazó-elemek 1)Égetett agyag tégla >>> gyártása: lásd 1. előadás 2)A falazó-elemek fejlesztése, tulajdonságok 3)Égetés nélkül gyártott falazó-elemek vályogtégla mészhomok tégla pórusbeton YTONG beton és könnyűbetonelemek ISMÉTLÉS AZ 1. előadásból: FALVÉGEK! 11

12 2) A falazó-elemek fejlesztése, a falazó-elemek tulajdonságai Célok: hőtechnikai tulajdonságok javítása homogén faltest (falazó elemek + habarcs/ragasztás) építése élő munka könnyítése, egyszerűsítése, a munka gyorsítása A FALAZAT NÉZETE, RAJZOLATA kisméretű tégla > falazóblokk > nút-féderes blokktégla > PROFI-tégla 12

13 FEJLESZTÉSEK I. Hőtechnikai tulajdonságok javítása Anyagösszetétel megváltoztatása a porózus szerkezet érdekében (pl. fűrészpor, napraforgó-, illetve rizshéj bekeverése) Üregek kialakítása: tömör tégla helyett számítással, méréssel tervezett üregképek Üregek kitöltése hőszigetelő anyaggal POROTHERM 44 T Profi DRYFIX A habarcs hőtechnikai tulajdonságának megváltoztatása hőszigetelő adalékanyag használatával 13

14 FEJLESZTÉSEK II. Homogén faltest létrehozása Álló fugák üresen hagyása, helyette nút-féderes kapcsolatok A vízszintes habarcsréteg vastagságának csökkentése, a hagyományos habarcs helyettesítése vékony ágyazású illetve ragasztott kapcsolatokkal Csiszolt téglák alkalmazása pl: POROTHERM 38 K PROFI DRYFIX a) 38 cm vastag fal kötő helyzetű téglákkal, nút-féderes (habarcs és ragasztás nélküli oldallal) b) K üregkép c) Profi - csiszolt tégla mm pontos méret d) Dryfix ragasztásos kapcsolathoz alkalmas tégla mérete: 38 x 25 x 24,9 cm 14

15 15

16 FEJLESZTÉSEK III. Csiszolt tégla mm pontos méretben + vízszintes fuga: 1mm a) ragasztásos kapcsolattal (Dryfix) b) vékonyágyazó habarccsal 16

17 FEJLESZTÉSEK IV. Élő munka könnyítése Nagyobb méretű elemek alkalmazása (12*25*6,5 helyett akár 44*25*24,9 cm) Falvastagságú elemek alkalmazása csak kötő helyzetű téglák használata Különleges idomok, elemek gyártásával a téglák darabolásának mellőzése (kávaelemek, profilok, koszorútéglák) 17

18 Égett agyag téglák jellemzői, műszaki adatai MPa λ λ forrás: Dr. Széll Mária ea. 18

19 A tégla elemek méretkoordinációja Nagyméretű tömör tégla: 29 *14*6,5 cm >>> az oldallapok aránya miatt a falazat1 cm-es fugával rendezett, szabályos rétegeket ad. Kisméretű tömör tégla: 25 *12*6,5 cm >>> az oldallapok aránya miatt a csak fekvő helyzetű, illetve a csak álló helyzetű elemekből épülő fal mutat szabályos sorokat 1 cm-es álló fugával. A kettősméretű soklyukú tégla: 25 *12*14 cm >>> az oldallapok aránya miatt egy sor a tömör kisméretű tégla két sorának felel meg. A téglaiparban ma az egyes termékek termékcsaládokhoz tartoznak, a méretkoordináció egy családon belül valósul meg. forrás: Dr. Széll Mária ea. 19

20 Néhány családi házakhoz alkalmas és használt termékcsoport, illetve gyártó cég Leiertherm/Leierplan Porotherm Nagyszilárdságú kisméretű tömör tégla HB -38 Leier Wienerberger Baranya Tégla Nagykanizsa ISMÉTLÉS az 1. előadásból: A T-csatlakozásra vonatkozó kötési szabályok a nagyobb méretű falazóblokkoknál éppúgy betartandók, mint a kisméretű téglánál. Az egyik sornál a T kalapja, a másiknál a T szára fut végig. 20

21 Egy termék adatlapja Méretek (h:sz:m) cm Nyomószilárdság (N/mm²) 7 Súlyozott laboratóriumi léghanggátlási szám R w (db) Hőátbocsátási tényező (W/m²K) Tömeg (kg/db) 18,4 Anyagszükséglet (db/m²) 16 Rakatnorma (db/raklap) 50 44x25x24,9 41 db (két oldalon vakolt falra) 0,28 (Belső oldalon 1,5 cm mészcement belső vakolattal, külső oldalon 2 cm könnyített külső vakolattal vakolt falra) Kötőanyag igény vékony falazóhabarcs: 3,96 l/m² Bruttó száraztestsűrűség (kg/m³) 670 POROTHERM 44 HS PROFI Egyenértékű hővezetési tényező (W/mK) Páradiffúziós ellenállási szám 3,7 Páradiffúziós tényező (10-9 kg/mspa) 0,14 (PTH Tm hőszigetelő falazóhabarccsal falazva) 0,052 Tűzállósági határérték (perc) (vakolatlan szerkezetre) REI-M 240 Tűzvédelmi osztály A1 Szabvány MSZ EN 771-1:

22 FILM

23 3. Égetés nélkül gyártott falazó-elemek Vályogtégla Mérete: 30x15x15 vagy 32x15x12 cm. A vályogtégla készítése: a megfelelően megkevert és megfelelő nedvességtartalmú alapanyagot faformákba töltik, és fával csömöszölik. A formákból kivett téglákat napon megszárítják. Agyag-habarcsba helyezik a sorokat. (környezetbarát építés) Nedvességre érzékeny, kő, vagy beton alapot, szigetelt magas lábazatot kell építeni a falak alá. Mészhomok tégla (pl. Silka) A mészhomok tégla nagy szilárdságú falazóelem, amely természetes alapanyagokból készül. Mész, homok és víz összekeverését követően vibrációs prés alatt formázzák, majd autoklávban nyomás alatti gőzérleléssel szilárdítják. Tömör kivitelben és változatos üregképpel, változatos méretrendben gyártják. 23

24 Pórusbeton elemek Az elemek (pl. Ytong) anyaga mész, homok, cement és víz, valamint csekély mennyiségű alumínium paszta. A szilárdítás autoklávban történik. Általában 20, 25, 30, 37,5 cm-es vastagságú teherhordó falakat építenek belőle, de válaszfallap is rendelkezésre áll. Az elemek hossza 60 cm, magasságuk 20 cm. 24

25 Beton és könnyűbeton elemek A beton elemek (pl. Leier) teherhordó falhoz felületükön zárt, bordavázas elemek. Többféle méretben kerülnek forgalomba, ennek megfelelően a falvastagság 20, 25, és 30 cm lehet. Falazó habarccsal kötésben kell falazni. Az elemek nagy méretűek, egyes típusok hossza 50 cm. Elemmagasság 22 cm. forrás: Leier katalógus 25

26 b) Természetes kövekből épült falak (részletesen a Fa-, falazott és kőszerkezetek tárgy előadásán) Kőfalak általános építési szabályai: a kövek a falban természetes fekvésüknek megfelelően helyezkednek el; a falvégeken, sarkokon vannak a legnagyobb, legszabályosabb kövek; az elemek csatlakozási pontjaiból legfeljebb három él indulhat ki; állóhézag maximum két sorban eshet egymás fölé; az oldal- és állóhézagok eltolása minimum 10 cm; minden kősor alá ágyazó habarcsréteg kerül; az alkalmazott habarcs minősége a kő anyagához, a fal helyéhez és igénybevételéhez igazodik; a habarcsréteg vastagsága maximum 3 cm, az ennél vastagabb rétegeket kőék osztja meg. 26

27 b) Természetes kövekből épült falak (részletesen a Fa-, falazott és kőszerkezetek tárgy előadásán) 27

28 b) Vegyes falazatok Típusai: 1. váltakozó réteggel rakott falazatok (tégla vagy kő) 2. kővel burkolt téglafal padlóvonal 3. téglával bélelt kőfal Belső oldal Belső oldal 28

29 Példák kőfalak építésére réteg nélküli ciklop-fal váltósoros fal szabályos kövekből kiegyenlítő réteges fal faragott kő falak 29

30 5. Homogén falak 5.1. Vályogfalak A környezetbarát építési mód egyik lehetséges anyaga, szerkezeti megoldása. Alapanyaga a vályogtalaj, amely agyag, homok, kisebb kavicsok és iszap elegye. Változatai: vert fal (tömés fal) kg/m 3 (száraz) sűrűségű fal építhető Zsaluzat közé döngölt anyagból. Előnye: nagy szilárdságú falszerkezet építhető Hátránya: a falszerkezet száradása időigényes és a kész szerkezeten lejátszódó zsugorodások jelentősek; hőszigetelő képessége nagyon alacsony, és a kivitelezése időjárási körülmények függvénye. Zsaluzat: segédszerkezet, amely a képlékeny anyagot fogadja, és szilárdulásig az alakját biztosítja. Elbontás után általában újra felhasználható. Zsaluzat: kalodával, vagy járommal rögzített deszkák 30

31 rakott fal kg/m 3 (száraz) sűrűségű fal építhető zsaluzat nélkül, agyag és szalma keverékéből. Előnye: ez előbbinél sokkal jobb hőszigetelő képesség Hátránya: a falszerkezet száradása időigényes és a kész szerkezeten lejátszódó zsugorodások jelentősek; vastag falszerkezet szükséges, a kivitelezése időjárási körülmények függvénye és a nyílászárók beépítése körülményes. (forrás: Medgyasszay Péter - Novák Ágnes: Föld-, és szalmaépítészet) patics fal oszlopok közé font vessző, vagy nádfonat tapasztása vályoggal, agyaggal. 31

32 5.2. Betonfalak Alapanyag: különböző recept alapján készített kavicsbeton/könnyűbeton vasalással vagy vasalás nélkül. A zsaluzatok közé bedolgozott anyag a megszilárdulás után kőszerűvé válik. (mesterséges kő) Nyomószilárdsága nagy, húzószilárdsága csekélyebb, főként ezért a húzó erők felvételére vasalásokat helyeznek el a zsaluzatban betonozás előtt. Zsaluzat: korszerű fémkeretes zsalutáblák 32

33 6. Nagyelemes falak I. Főbb típusok álló faltömbök (blokkok) teherhordó keretes, könnyű falelemek helyiségnagyságú nehéz falpanelek 33

34 6. Nagyelemes falak II. helyiségnagyságú nehéz falpanelek felújítható 34

35 7. Zsaluzó elemes falak I. Főbb típusok Pl. PROKONCEPT elem fő méretek: falvastagság 25cm, elemmagasság 25cm, hosszúsága 100cm. műanyag keményhab zsaluzó elemekkel fabeton elemekkel beton/könnyűbeton elemekkel égetett tégla zsaluzó elemekkel készült falak Pl. Leier Zsaluzóelem ZS30 H:50 cm x Sz:30 cm x M:23 cm Habarcsigény: 4-4,5 l/m² Kiöntő betonszükséglet: 24,7 l/elem Kiöntő betonszükséglet: 215 l/m² Elemtömeg: 23 kg/db Falazat tömege: ~675 kg/m² Tűzvédelmi osztály: A1 35

36 7. Zsaluzó elemes falak II. Fabeton - pl. Durisol Az alapelemen kívül kőzetgyapottal, EPS-habbal és Neopor hőszigeteléssel kiegészített elemek is kaphatók. 25, 30 és 40 cm vastagságú teherhordó falak építhetők az elemekből. Égetett agyag tégla - zsaluzóelem- pl. SUPERTHERM 30 AKU Méretek (H x Sz x M): 497x300x238 mm A térfogattömeg osztálya inf.: 600 kg/m 3 Átlagos tömeg inf.: 16 kg Nyomószilárdsági osztály : 8 MPa Felszívó képesség inf.: min. 10 % bekötő vasalás a téglafal, és a zsaluzó elem között 36

37 8. Szerelt falak Több rendszer és típus meghonosodott. Könnyűszerkezetes csoportként is említi a szakirodalom. Fa-, vagy fém vázszerkezetre szerelt építőlapok, kiegészítő rétegekkel, amelyek a pára-, és légzárási, illetve a hő-, és hangszigetelési követelmények teljesítése miatt szükségesek. forrás: hu 37

38 9. Külső falak hővédelme I. Hőenergia-veszteség kb. 25 %-a a határoló falak nem megfelelő hőtechnikai tulajdonságai miatt következik be. Cél: a veszteség csökkentése. Megoldások, lehetőségek: Falazóelemek és habarcsok hőtechnikai tulajdonságainak javítása Réteges szerkezet építése (légréteg is!) Hőszigetelő anyagok beépítése (lehetőleg külső oldalra) >>>> 2: HŐSZIGETELÉS Hőfokesési görbe: a falszerkezetek különböző felületeinek hőmérsékletét bemutató ábra 38

39 9. Külső falak hővédelme II. külső oldal = bal oldal 1: azonos elemekből épített fal; 2: külső síkon hőszigetelt falszerkezet 3. belső síkon hőszigetelt falszerkezet (minden esetben részletes számítást igényel!) 4: légréses falszerkezet 5: maghőszigetelésű falszerkezet (minden esetben részletes számítást igényel!) 6. átszellőztetett, hőszigetelt falszerkezet, tégla burkolattal 7. átszellőztetett, hőszigetelt falszerkezet, kőlap burkolattal forrás: Dr. Széll Mária előadása 39

40 9. Külső falak hővédelme III. A külső falak hőtechnikai jellemzőinek javítása családi házak esetén leggyakrabban a tégla falak külső oldali hőszigetelésével történik. Gyakori megoldások: polisztirol hőszigetelő lemez vékonyvakolattal perforált polisztirol hőszigetelő lemez vékonyvakolattal hőszigetelő kőzetgyapot vékonyvakolattal grafitadalékos hőszigetelő lemez vékonyvakolattal polisztirol vagy kőzetgyapot hőszigetelő lemez és átszellőztetett légréses téglaburkolat forrás: www. baumit.hu 40

41 9. Külső falak hővédelme IV. térhatároló tégla falazat ásványgyapot hőszigetelő lemez átszellőztetett légrés homlokzatburkoló tégla 41

42 9. Külső falak hővédelme V. A külső falak hőtechnikai jellemzői utólagosan, - méretezett vastagságú hőszigetelés elhelyezésével - javíthatók, minden épülettípusnál és építés módnál. Gyakori megoldások: polisztirol hőszigetelő lemez vékonyvakolattal perforált polisztirol hőszigetelő lemez vékonyvakolattal hőszigetelő kőzetgyapot vékonyvakolattal hőszigetelő kőzetgyapot szerelt burkolattal grafitadalékos hőszigetelő lemez vékonyvakolattal 42

43 10. Válaszfalak főbb típusai I. A válaszfalak rendeltetése a TÉROSZTÁS. Főbb követelmények: állékonyság; jó hangszigetelő képesség; egyszerű építés (áthelyezhetőség). A szerkezet állékonysága biztosítható a teherhordó főfalakhoz, vagy a födémhez történő rögzítéssel. A hangszigetelő képesség javítható súlyos nehéz szerkezettel, porózus felületű, vagy réteges kialakítású szerkezettel, illetve hangszigetelő anyag beépítésével. Szerkezetek csoportosítása a teherhordó falakéhoz hasonló: elemes (falazott) ; homogén (öntött); táblás, paneles; szerelt. 43

44 10. Válaszfalak típusai II. Elemes, falazott válaszfalak égetett anyag tégla mészhomok tégla üveg tégla pórusbeton elemek könnyűbeton elemek gipsz elemek (üreges pl. ALBAFAL vagy tömör) MÉSZHOMOK TÉGLA LAKÁSELVÁLASZTÓ válaszfal fő feladat: léghanggátlás POROTON VÁLASZFAL- LAP szoba és fürdő között fő feladat: léghanggátlás és berendezési tárgyak rögzítésének biztosítása 44

45 10. Válaszfalak típusai III. Homogén, öntött válaszfalak rabicfalak (cementrabic, gipszrabic) (Horganyzott) dróthálóra felhordott cement, vagy gipsz kötőanyagú habarcskeverékből megszilárdult könnyű válaszfal. Napjainkban nagyon ritkán alkalmazzák, inkább csak alárendelt helyiségekben fordul elő. Nem jelent tartós és esztétikus megoldást. A rabicolás kifejezés ma a hálóval erősített felületképzést (simítást, vakolást) jelenti. könnyűbeton-falak A szövetszerkezetes, vagy gipszbeton építésként ismert könnyű monolit építési eljárás szerint vékony gipszlemezek közé öntött néhány cm vastag betonréteg gyorsan megszilárdul. Ritkán alkalmazott módszer. 45

46 10. Válaszfalak típusai IV. Táblás, paneles válaszfalak üreges gipszperlit válaszfal palló emeletmagas, sorolható (ÜGP a 70-es évek kedvelt típusa) gipszbordás válaszfal emeletmagas, sorolható (GGP - a as évek típusa) vasbeton válaszfalpanelek a nagyelemes-paneles építési módhoz kapcsolódó szerkezeti elem, vastagsága cm, a teherhordó falakhoz, panelekhez hegesztett fülekkel és helyszíni betonozással rögzítik. vázmerevítésű, építőlapokkal burkolt, könnyű, helyiség méretű elemek 46

47 10. Válaszfalak típusai IV. Szerelt válaszfalak Vázrendszerre szerelt borítólapokból és szigetelőanyagból álló réteges szerkezet. A vázrendszer anyaga fa vagy fém (horganyzott acél), a borítás gipszkarton, gipszrost-építőlapok, vagy fa anyagú építőlapok. A szigetelőanyag elhelyezésének célja a hangszigetelő képesség növelése, de a szigetelőanyag kedvezően befolyásolja a szerkezet tűzállóságát is. 47

48 Köszönöm a figyelmet! 48

49 Források, szakirodalom 1. Gábor L.: Épületszerkezettan I. Tankönyvkiadó, Budapest 2. Gábor L.: Épületszerkezettan II. Tankönyvkiadó, Budapest 3. Frick, Knöll, Neumann, Weinbrenner: Baukonstruktionslehre 1. B.G. Teubner, Stuttgart, 4. Dr. Széll Mária: Magasépítéstan alapjai előadások / 5. Kalksandstein Lexikon. 6. Auflage, Karlsruhe Gyártók katalógusai (pl. Wienerberger, Xella, BAUMIT, NÁDÉP) 7. Digitális Tudásbázis 8. Medgyasszay Péter - Novák Ágnes: Föld-, és szalmaépítészet Magasépítéstan alapjai 49