Magyarország-Szlovákia Határon Átnyúló Együttműködési Program 2007-2013 Partnerséget építünk Vállalkozások a fenntartható városfejlesztésért HUSK/1001/1.1.2/0046- SUSTAIN Nehéz építési mód elemei, sajátosságai Ez a dokumentum az EUROPÉER Európai Fejlődésért és Együttműködésért Közhasznú Alapítvány (www.europeer.eu) és a Regionálna rozvojová agentúra Dolný Zemplín (www.rradz.sk) együttműködésében készült. További információ: sustain.europeerakademia.hu Európai Unió Európai Regionális Fejlesztési Alap
Éghajlatunkon épületeinknek egyaránt meg kell birkózni a meleg és hideg időjárás olykor szélsőségesebb viszontagságaival is. Ahol ezeknek a kihívásoknak nem tudnak megfelelni a könnyűszerkezetes épületek, ott szükséges alkalmaznunk a nehéz építőanyagok kínálta lehetőségeket. Eme kiadvány célja, hogy megismertessük az olvasót ezekkel a megoldásokkal. Nehéz építési mód elemei, sajátosságai Az épületek legjellegzetesebb szerkezete a falak és födémek együttese. Ezt a két szerkezet adja az épület szerkezetkész állapotának leglátványosabb elemét. Nehéz építési módról beszélünk, amennyiben a belső tereket határoló szerkezetek tömege meghaladja a hasznos alapterületre vetített 400 kg/m 2 értéket. Ezen szerkezeti csoportba tartoznak a szilikát termékek, mint az égetett tégla, pórusbeton, vályogtégla, beton falazatok, födémrendszerek. Égetett tégla falazatok Az égetett tégla az elmúlt évtizedek leggyakrabban alkalmazott falazóanyaga. A téglagyártás 1920-as években történt elterjedését követően városi lakó- és középületekben általánossá vált a tömör égetett téglák használata. Budapest és a vidéki városokban ekkor épültek meg azok a 50-80 cm vastag falazatú, 4-6 emelet magas épületek, amelyek máig meghatározzák a belvárosok arculatát. 1
A II. világháborút követően az építőanyag hiány, illetve az 1970- es évektől datálható energiaválságok együttesen azt eredményezték, hogy a tömör tégla szerkezetekbe egyre több üreget alakítottak ki a téglagyártási technológiák fejlesztésének eredményeként. Jelenleg a meghatározó energetikai igények mentén a tégla alkalmazásának két iránya figyelhető meg. A nagyobb gyártók egyértelmű fejlesztési iránya, hogy egy rétegben építhető szerkezettel tudjanak megfelelni a kor egyre fokozódó energetikai elvárásainak. A bordák finomítása mellett megjelent olyan fejlesztések is, amikor a tégla üregeibe hőszigetelő anyagokat, (mint perlit, kőzetgyapot) tesznek a gyártók ezzel biztosítva a passzív házakhoz ajánlott különlegesen jó hőszigetelő értékek elérését. A fejlesztési irány előnye, hogy a hőszigetelő réteg védett helyen van, a külső hőszigetelésekre ható környezeti hatásokra (pl. eső, szél, rongálás) nem érzékeny. Hátránya ugyanakkor, hogy a tömör téglára jellemző hőtároló képesség már nem tud érvényesülni. Nyári állapotban a belső tér felmelegedését nem tudja mérsékelni a napközben felmelegedő, majd este kihűlő szerkezet, hiszen a vékony téglabordákba kevés anyag van már, illetve a beépített hőszigetelés nem csak a téli lehűlést, hanem a nyári feltöltődést is akadályozza. Az alkalmazás másik iránya, amikor a tömör tégla szerkezetetekre külső oldalról vastag hőszigetelő réteget tesznek. Így nyári állapotban érvényesülhet a tömör, vagy nehéz téglafal hőtároló képessége, ugyanakkor téli állapotban a szerkezet kellő hőszigetelési képességgel rendelkezik. Hátránya ugyanakkor, hogy több munkafázisban, így alapvetően drágábban építhetők meg a szerkezetek. Ugyanakkor a külső oldali hőszigetelés időjárási, használati igényeknek kitett helyen helyezkedik el, így élettartama alapvetően rövidebb. 2
Pórusbeton falazatok A pórusbeton falazatokat 1929-es svéd szabadalom alapján gyártják. A gyártástechnológia lényege, hogy homok, mész és cement alapanyagból alumíniumpasztával habosított anyagot hoznak létre, amit nyomás alatti gőzérleléssel szilárdítanak meg. Az építőelemeket a létrehozott nagyobb tömbök vágásával hozzák létre. A falazatok mellett számos egyéb építőelemet is gyártanak, mint béléstest, födémpalló, falpanel, hőszigetelés, stb. A termékek közös jellemzője, hogy a gyártástechnológia miatt homogén, minden irányban jó hőszigetelő képességű termékek jönnek létre. Vályog, mint építőanyag A földépítészet a földművelő emberiség történetével egyidős. A klímakutatók szerint 15 ezer évvel ezelőtt jelentős felmelegedés következett be a Föld életében és a világ minden táján mezőgazdasági kultúrát végző embercsoportok jelentek meg. Ez után a letelepedett életformához az embereknek és jószágaiknak állandó lakhely vált szükségessé, melynek alapvető alapanyaga volt a föld, melyből akkoriban a legnépszerűbb építőanyagot, a vályogtéglát lehetett előállítani. A föld és vályogépítés elsődleges alapanyaga: Vályogtalaj, amely alapvetően agyag, homok, kisebb kavicsok és iszap elegye, amihez színező és minőségjavító adalékok társulnak. Adalék: A különböző technológiák függvényében organikus anyagokat (hosszú, vagy rövid szálú szalmát, faaprítékot, fűrészport, stb.), vagy ásványi adalékokat (kavics, liapor, stb.) is keverhetnek az építési vályoghoz. 3
Kötőanyagként: A szilárdság fokozása céljából az agyag mellett cementet, meszet, bitument keverhetnek a vályoghoz. A vályogtalaj, illetve az adalékokkal és kötőanyaggal kevert keverékek építési célra való alkalmazását egyszerűsített és laboratóriumi vizsgálatokkal is meg lehet határozni. Vályogfalak típusai: Vert fal A vert fal tradicionális építési technika. Előnye, hogy nagy szilárdságú falszerkezetet viszonylag rövid idő alatt lehet felépíteni. Hátránya, hogy a falszerkezet száradása időigényes és a kész szerkezeten lejátszódó zsugorodások jelentősek. További hátrány, hogy hőszigetelő képessége nagyon alacsony, a kivitelezése időjárási körülmények függvénye és a nyílászárók beépítése körülményes. Rakott fal Előnye, hogy tradicionális szerkezetekhez képest nagyon jó hőszigetelő képességű fal építhető. Hátránya, hogy a falszerkezet száradása időigényes és a kész szerkezeten lejátszódó zsugorodások jelentősek. További hátrány lehet a vastag falszerkezet, a kivitelezése időjárási körülmények függvénye és a nyílászárók beépítése körülményes. Vetett és préselt föld-, és vályogtéglák A tradicionális vetett téglák gyártástechnológiájának továbbfejlesztésével, a gépesítés különböző szintű megoldásával dolgozták ki a préseléses gyártástechnológiát. A préseléshez kézi vályogpréseket és köztes technológiájú vályogpréseket használnak. 4
A technológia nagy előnye, hogy a korszerű építési technikákkal kompatibilis, a fal készítését a hagyományos falazás technológiája szerint kell elvégezni. Hátránya, hogy a préselt téglákból készített fal hőszigetelése csekély. Kiegészítő hőszigeteléssel családi házak és kisebb közösségi épületek építésére ajánlható. Könnyűvályog monolit falak és -téglák A könnyűvályog technológiát Németországban fejlesztették ki, azzal a céllal, hogy a vályogfalak hőszigetelő képességét javítsák. A monolitikusan készített könnyűvályog szerkezetek hátránya, hogy száradási időigénye jelentős, és csak kitöltő szerkezetként nem teherhordó elemként lehet alkalmazni. Előnye, hogy a falazat hőszigetelő képessége hagyományos technológiákhoz képest jelentősen megnő. Beton falazatok A beton falas építési rendszereket a kivitelezés módja, illetve a szerkezet hőtechnikai viselkedése alapján két típusra lehet osztani: I. Nagyelemes, hőszigetelés nélküli betonfalak A betonfalak talán leggyakrabban alkalmazott típusa a kétoldali zsaluzatba helyszínen vasalt és betonozott falak. Ezt a faltípust többszintes lakó és irodaépületek építéséhez használják. A szerkezet előnye, hogy kis falvastagság mellett nagy teherbírással és merevséggel rendelkezik, nagy hőtároló tömege van, jó hangcsillapítási, akusztikai tulajdonsága van. 5
Hátránya ugyanakkor, hogy építési költsége magas, kiegészítő hőszigetelést igényel, előállítási energiaigénye magas, páragazdálkodási képessége alacsony. A falak kivitelezése során első lépésben jellemzően szintmagas újrahasznosítható zsaluzatokat építenek ebbe helyezik el a statikai méretezés szerint szükséges vasalást, majd öntik ki betonnal a zsalu közötti teret. A helyszíni zsaluzás mellett lehetséges beton kéregpanelek közé öntött helyszíni betonozással is falakat építeni. A külső térrel érintkező betonfalakra mindenképpen hőszigetelést kell tenni. II. Kiselemes, hőszigetelő zsaluzatba betonfalak A legó-rendszerű zsaluelemekből készített betonfalak egy kicsit kilógnak a nehéz építési mód kategóriából. Ugyan az elkészült fal a vasalt beton magnak köszönhetően nagy tömegű, és teherbírású, a nehéz szerkezetekre jellemző nagy hőtároló kapacitás itt kevésbé érvényesül. A betont ugyanis két polisztirol hőszigetelés közé öntik be, amelyek az elkészült fal részét képzik. Ezek a szigetelő rétegek, különösen a belső, azonban hőtechnikailag elválasztja a környező levegőtől a beton falmagot, így annak hőtároló kapacitása csak erősen korlátosan tud érvényesülni. Hőszigetelési tulajdonságot tekintve azonban a szerkezek kiemelkedően jók. 6
Grafitos polisztirol elem beton falú építési rendszerhez Tömegfalak, trombe-falak A nehéz szerkezetekből készített falazatok egy speciális fajtája, amikor a szerkezet a hőveszteségek minimalizálása mellett a hőnyereségek maximalizálását is célul tűzi ki. Ekkor olyan nehéz, tömör anyagból (pl. vályog, tégla, beton) épülő szerkezeteket építünk üvegezett szerkezetek mögé, amelyek képesek a napenergia elnyerésére, és belső tér felé fáziskésleltetéssel történő továbbítására. Megjegyzendő azonban, hogy ezen szerkezetek teljes fűtési idényben hazai klímán esetenként több energiát veszítenek, mint nyernek. Tanácsos speciális kiegészítő hőszigetelések alkalmazása. Kupolák, boltozatok A kupolák és különböző boltozatok a római idők óta ismertek, alkalmazottak. Közös jellemzőjük, hogy a tömör, alapvetően nyomásra terhelhető építőelemeket (Kövek téglák) úgy építik össze, hogy az elemek mindig egymásra támaszkodva vízszintes teherhordó szerkezeteket (értsd födémeket) tudnak kiváltani. 7
Az egyes elemek külön-külön ugyan nem lennének képesek a födémekben ébredő húzási erők felvételére, de a teljes szerkezet már megfelel ezen igénybevételeknek is. Történeti időkben nagyobb fesztávú terek áthidalására szinte kizárólag ezt a szerkezettípust alkalmazták, amely szerkezetek azonban az acél és a vasbeton födémek elterjedése miatt kikoptak az általános építőipar eszköztárából. Manapság egy speciális épülettípus, a földházak, dombházak építésénél egyre gyakrabban lehet ilyen szerkezetekkel találkozni. Gernot Minke: Dombház télen 8
www.husk-cbc.eu és www.hungary-slovakia-cbc.eu Jelen kiadvány tartalma nem feltétlenül tükrözi az Európai Unió hivatalos álláspontját