Épületek műszaki tartalma működése

Átírás

1 tartalma működése 1

2 Épület, mint a külső környezettől elválasztott térrendszer A belső terekben a külsőtől különböző állapotokat kell létrehozni és fenntartani Meghatározók: az ember élettani, higiénés igényei és az épület funkciója A külső térelhatároló és belső térelválasztó síkok megtámasztást és kiegészítő rétegeket: épületszerkezeteket igényelnek, Ezek építőanyagokból és üzemben gyártott termékekből állnak. A működést, azaz a külsőtől eltérő belső légállapotokat létrehozó elemek az épületgépészeti rendszerek. A kedvező állapotok fenntartásában az épületszerkezetek is részt vesznek, az épületfizika (hő és páratechnika, akusztika) törvényszerűségeit követve Az épület megvalósításához, fenntartásához elengedhetetlen a műszaki ábrázolás és közlés eszközrendszere. 2

3 Az épületszerkezetek csoportosítása A szerkezetek a fennálló hierarchia sorrendjében: - Teherhordó-, -külső térelhatároló-, - térelválasztó, térosztó-, - térkapcsoló, (közlekedést segítő- és nyílászáró) szerkezetek, - nedvesség-, hő- és zajvédelem szerkezetei, - burkolatok és felületképzések. 3

4 Teherhordó szerkezetek működése alapfogalmak Erőtani alapfogalmak: Épületterhek: önsúly, saját tömeg, hasznos teher, használatból eredő súly, meteorológiai terhek, szél, hó, stb. Erőhatások: függőleges, vízszintes, ferde irányú erők, nyomatékok, erőkomponensek, koncentrált és megoszló terhelés, reakció erők. Szilárdságtani alapfogalmak: Terhelések hatására feszültségek (anyagra jellemzők): központos nyomás, húzás: egyenletesen megoszló feszültség, hajlítás: összetett feszültségállapot, nyomás és húzás is. külpontos nyomás-húzás: nyomó-húzóerő és hajlítónyomaték egyidejűleg. Alakváltozások: megnyúlás, lehajlás, stb. 4

5 Teherhordó rendszerek Falas teherhordó rendszer, hossz- haránt- és vegyes falas, Vázas tartószerkezet, vb, acél, fa, Vegyes rendszerek. Teherhordó elemek: függőleges irányú szerkezetek (falak, pillérek, merevítő falak), vízszintes irányú szerkezetek (alapozás, födémek, koszorúk, gerendák, kiváltók-áthidalók), ferde és térbeli rendszerek (fedélszékek, térrácsok, héjak). 5

6 Falas és vázas teherhordó rendszerek 6

7 Térelhatároló és térelválasztó szerkezetek Külső térelhatároló szerkezetek Térelhatároló falak: homogén, réteges, átszellőztetett, szerelt rendszerek. Tetők, fedések: lapos tetők: meleg-, hideg-, egyenes-, fordított-, járható- és zöldtetők, magas tetők: alacsony és meredek hajlású tetők. Talajon fekvő padlók: aljzatbeton, talajnedvesség elleni és hőszigetelés, padlóburkolat. Belső térelválasztó-, térosztó szerkezetek Közbenső födémek Többrétegű szerkezetek: teherhordó elem, hideg-, meleg-, kontakt-, úsztatott-, lágy- és hajlékony padlók. Válaszfalak: elemes, pallós, szerelt válaszfalak. 7

8 Térelhatároló szerkezetek, falazatok 8

9 Tetőszerkezetek, fedések 9

10 Padlókonstrukciók 10

11 Vízszintes térosztó szerkezetek boltozat, födém 11

12 Kapcsoló, közlekedést segítő szerkezetek lépcsők (egy és többkarúk, lebegő, gyámolított, fa, vb.) függőfolyosók, erkélyek, zárterkélyek, nyílászárók (ajtók, kapuk, ablakok, nyíló, bukó, toló, külső, belső) 12

13 Lépcsők 13

14 Közlekedés függőfolyosókkal 14

15 Zárterkélyek 15

16 Nyílászárók, ablakok-ajtók 16

17 Az épületszerkezetek épületfizikai viselkedése Az épületfizika az épületekben, illetve az épületek és környezetük között végbemenő transzportfolyamatokkal és szerkezeti reakcióikkal foglalkozik. Hőtechnika: Komfortérzeti követelmények teljesítése. Pára és nedvességtechnika: Egészségvédelmi és az épületek állagvédelmi követelményeinek teljesítése Energetika: A komfort és kényelemérzet energiaellátása követelményeinek teljesítése Célkitűzés: hőveszteség korlátozása-hőnyereség növelése, a felületi és a szerkezeten belüli pára kondenzáció korlátozása, a szerkezeti hőmozgások megoldása, a nyári hőterhelés korlátozása Akusztika Az épület egészének megfelelő kialakítása a hanggátlás és hang- és rezgés terjedés (lég- és testhangok) szempontjából, mely: a frekvencia, a geometriai méretek, anyagjellemzők függvénye. 17

18 Nedvesség-, hő-, zajvédelem szerkezetei (épületfizika) Nedvességvédelem: A talajban lévő nedvességokozókból - talajnedvesség-, - talajvíznyomás-, - réteg- és torlaszvíz elleni szigetelések. A használatból -üzemi-, - használati víz elleni szigetelések. Csapadékból - keményfedések, - lágyfedések. Hő-védelem: Külön szerkezeti réteg (műanyaghabok, kőzetgyapot, stb.) Többfunkciós szerkezet (POROTHERM tégla) Zajvédelem: Általában integrált, speciális szerkezetek 18

19 Burkolatok és felületképzések Külső téri szerkezetek: vakolatok, szilikátanyagú és könnyűszerelt burkolatok, nyersen maradó felületek, intelligens homlokzatok. Belső téri szerkezetek: vakolatok, festések, hideg- és meleg burkolatok, padlóburkolatok, álpadlók, álmennyezetek. 19

20 Épületgépészeti rendszerek Ellátó rendszerek: Energiaellátás (elektromos, gáz), Vízellátás, Szennyvízkezelés. Működtetés: fűtés, melegvíz készítés, világítás, vízellátás, csatornázás, telefon, beléptetés, riasztó, stb. szellőzés, klimatizálás, felvonók, mozgó lépcsők, stb. Vezetékhálózatok: víz-, szennyvíz, gáz, elektromos és gyengeáramú-, központi fűtés, padló- és falfűtés, mesterséges szellőzés, stb. Berendezések: fűtőberendezések (kazán, boyler, stb.), fűtőtestek, szaniterek (mosdó, wc, kád, mosogató, stb.) klíma, szellőzőgép, Napi használat: főzés, étkezés, mosás, mosakodás, fürdés, testápolás, takarítás, szemét (hulladék) kezelés, munka, szórakozás, (számítógép, televízió, mobiltelefon) stb. háztartási gépek, stb. 20

21 Műszaki ábrázolás, információ közlés műszaki nyelv alaprajz, metszetek (hossz- és keresztmetszetek), homlokzatok, részletrajzok, műszaki leírás, költségvetés 21

22 Görög napház műszaki tervei 22

23 Magyar parasztház műszaki tervei 23

24 A témakörök lehatárolása CIB W82 Jövőkutatási Bizottsága: A fenntartható fejlődés és az építés jövője c. projekt kidolgozása CIB, Építés és környezet c. Gävle-i világkonferencia (1998) eredményei: Anyagháztartás (újrahasznosítás, visszaforgatás) Energiaháztartás (takarékosság, környezeti energiák) (már beszéltünk róla) Levegőháztartás (belső téri levegőminőség, SBS) Vízháztartás (takarékosság, esővíz, szürkevíz) Autonómia (szubszidiaritás, kooperáció, partnerség) 24

25 A fenntarthatatlan építés természetet károsító hatásai Gyorsuló ütemű fogyás; Földkéreg anyagai (kb. 3 milliárd t/év) Ökológiailag aktív földterületek Fosszilis energia (világ energia felhaszn.35-45%-a) Ivóvíz Szennyezés; Levegő; (gyártási és használati kibocsátások) Talaj; (építési, bontási, kommunális hulladék) Víz; (gyártási és kommunális szennyvíz) 25

26 A fenntarthatóság - R.C.R. szempontjai az építésben A terhelés csökkentés a földhasználathoz az anyag, víz és energia használathoz a szilárd hulladék és szennyvíz képződéshez, A megőrzés a élőlények, a kultúrák és az épített környezet sokféleségéhez és különbözőségéhez, A visszaforgatás az építőanyagokhoz és az épülethasználathoz köthető 26

27 Öko-házak eddig is voltak A sokszínű kultúra hagyományaira és tapasztalataira épülő, mesterségbeli tudás felhasználásával épültek Régóta ismert, természetes és/vagy tartós anyagokat használtak Figyelembe vették a helyi környezeti (nap, szél, csapadék, légáramlatok, növényzet, égtájak, vízfelületek, stb,) hatásokat 27

28 Anyaghasználat-épületszerkezetek A felsorolt elvek alapján újra értelmezett, kiegészített, (továbbra is) érvényes szakmai szabályok Harmadik bőr (térelhatároló szerkezetek) funkciói; (mechanikai-, biológiai védelem, hő-és hang szigetelés, párologtatás, elnyelés, megkötés, kapcsolatteremtés) Az épületfunkciónak, a szakmai és ökológiai elveknek megfelelő anyagjellemzők 28

29 A szerkezetekkel szemben támasztott elvárások A szakmai követelmények: Állékonysági Épületszerkezetei Épületfizikai Megvalósítási Finanszírozhatósági Környezetvédelmi Egészségügyi követelmények A természet védelmének követelményei: A fenntarthatóság (R.C.R.), A természet (építésökológia) és Az egészség védelme (építésbiológia) elveinek érvényesítése A környezeti erőforrások hasznosítása 29

30 Kiemelten javasolható szerkezetek jellemzői Hőátbocsátási tényezője 0,2-0,45 W/m 2 K Átlagos tömege kg/m 2 Páradiffúziós ellenállása 5-50 m 2 spa/gr Fáziseltolódás mértéke kb. 12h Hőcsillapítás mértéke Hőfokvezetési tényezője 3-15 cm/h (kis hővezetési tényező, nagy sűrűség, magas hőtároló képesség) Primer energiatartalma 3-10 kwh/m 2 Használati energiatartalma kwh/m 2 Gyártási CO2eq g/m 2 a Gyártási SO2 g/m 2 a Ökológiai lábnyoma m 2 /m 2 a 30

31 Környezeti erőforrások felhasználási lehetőségei szerkezetkialakítási koncepciók Passzív rendszerek: A környezeti energiákra épített rendszer, melyben az épületszerkezetek látják el az épületgépészet feladatát Az aktív és hibrid környezeti energiahasznosító rendszerek részben vagy egészen gépészeti eszközökkel gyűjtik be, tárolják és hasznosítják a környezeti erőforrásokat Klímahomlokzatok, intelligens házak 31

32 Passzív hasznosítás szellőzés, klímatizálás, világítás Kis osztású nyílászárók (célzott természetes szellőzés) rés szellőzés Telepítéssel, növényzettel szélvédelem Üvegezett, növényesített átriumok Légcsatornák padlóban és falban Páragazdálkodó anyagok, zöld szerkezetek Vízfelületek (reflexió, párologtatás) Világosra színezett felületek Fénypárkányok, fény-kutak 32

33 Passzív hasznosítás természetes szellőzés 33

34 Passzív hasznosítás természetes szellőzés és világítás, fénypárkányok 34

35 Passzív hasznosítás zöld tetők és homlokzatok 35

36 Passzív hasznosítás növényzettel 36

37 A megvalósítás/használat technikai eszközei High - tech A tudomány legújabb eredményeinek használata, nehéz vegyipar Nyitott gyártási folyamatok Automatizált gépsorok Low tech, slow - tech Csak természetes anyagok használata Kézi erő, helyszíni építés Soft tech Átlátható, köztes technika Zárt gyártási folyamatok Helyszíni építés, emberi munka Korszerű szerszámok (gépek helyett) Csúcstechnika csak a szabályozásban 37

38 Alternatív építési módok A vernakuláris építés; (példa és indikátor) Vályog építés Szalmabála építés Fa építés Építés bontott anyagból 38

39 Építés ökológia, építés biológia A bemutatott módszerek nem mindig felelnek meg a fenntartható építőanyagokra és az épületszerkezetekre vonatkozó kritériumoknak, ezek: Kicsi a szürke energiatartalmuk Nem tartalmaznak egészségre ártalmas anyagösszetevőket (amíg nem korszerűsítettük őket nagyon) Helyben hozzáférhetőek Újrahasználhatók, hasznosíthatók, visszaforgathatók 39

40 Irodalom Dr Balázs György; építőanyagok és kémia, Tankönyvkiadó, Budapest, 1984 P. und M. Krusche, D. Althaus, I. Gabriel; Ökologische Bau, Bauverlag, 1982 Egészségügyi Világszervezet, WHO/PCS/00.1; Nemzetközi kémiai biztonsági program, Az emberi egészségre és a környezetre ható veszélyes vegyi anyagok. ÁNTSZ Országos Tisztiorvosi Hivatala, Budapest, 2003 Fodor József Országos Közegészségügyi Központ (2000); Nemzetközi Kémiai biztonsági kártyák D. Heinrich, M. Hergt; SH atlasz, Ökológia, Springerverlag, 1995 Dr Rudnai Péter; Építőanyagok emissziója, Dr Rudnai Péter; építőanyagok emissziója, előadás jegyzetek, Építészetbiológiai Egyesület; Tisztább építési anyagokat Magyaroszágon c. KÖM Kutatási jelentés, 2001 (Medgyasszay Péter, Cserveny Ferenc, Dr Józsa Zsuzsa, Dr Lányi Erzsébet, Novák Ágnes, Tiderencl Gábor) Független Öoklógiai Központ Alapítvány; Medgyasszay Péter, Szalay Zsuzsa, Dr Tiderencl Gábor, Zorkóczy Zoltán; Épületszerkezetek építésökológiai és biológiai értékelő rendszerének összeállítása az építési anyagok hazai gyártási/előállítási adatai alapján KÖM Kutatási jelentés,