A HŐ- ÉS PÁRATECHNIKAI TERVEZÉS KÉRDÉSEI Dr. Kakasy László 2013.
MAI TÉMÁK: I. A BELSŐ TEREK PÁRATARTALMA II. PÁRADIFFÚZIÓ ÉS KONVEKTÍV PÁRATRANSZPORT III. A HŐHIDAK JELENTŐSÉGE
I. A BELSŐ TEREK PÁRATARTALMA PÁRATARTALOM A BELSŐ TÉRBEN: időben változó (kivéve a teljes klímát ahol szabályozott) a fejlődő pára és a légcserével elszállított pára arányától függ sok tévedésre vezet a stacioner szemlélet PÁRAFEJLŐDÉS: emberi élet és tevékenység (lélegzés, főzés, mosás, ruhaszárítás, fürdés, stb.) növények párologtatása (növényházak, cserepes növények) állatok (lélegzés, itatás, stb.) technológia (pl. konyhaüzem, konzervgyár, szövőüzem, stb.) párolgó vízfelületek (pl. fürdők, uszodák, jakuzzik, stb.)
I. A BELSŐ TEREK PÁRATARTALMA A szükséges természetes légcsere számítási algoritmusa megengedett belső páratartalom tartásához (számpélda a honlapon): A párafejlődés kiszámítása (g/m3óra) A friss levegővel elszállítható pára mennyiségének meghatározása (g/m3) A megengedett páratartalom fenntartásához szükséges friss levegő mennyiségének meghatározása (m3/óra) A nyílászárók hézagain át lehetséges légutánpótlás kiszámítása (m3/óra) A légcsere mértékét más szempontok is meghatározhatják Élettani szükséglet (oxigénellátás, mérgező gázok eltávolítása) Technológiai szükségszerűségek (szükséges páratartalom, pl. papírgyár) Állagvédelmi szempontok (páratartalom korlátozása, pl. penészmentesség)
I. A BELSŐ TEREK PÁRATARTALMA Az épületszerkezetek páratartalommal összefüggő állagvédelmi vizsgálatai: felületi páralecsapódás megelőzése (számítható) fém- és üvegszerkezeteknél harmatponton indul meg a felületen a páralecsapódás kapillár-pórusos anyagoknál a kapilláris kondenzáció megkezdődése a feltétel
II. PÁRADIFFÚZIÓ ÉS KONVEKTÍV PÁRATRANSZPORT
II. PÁRADIFFÚZIÓ A szerkezeten belüli páralecsapódás lehetőségét a rétegek célszerű megválasztásával lehet megelőzni: Konstruálási elv: a rétegek páravezetési ellenállása a nagyobb páranyomás irányából csökkenjen. A jelenség kapilláris, vagy porózus anyagokban értelmezhető (a fémek nem ilyenek) A fém burkolatok elvileg párazáróak. Kérdés az illesztések és a csavarok helyén a párazáróság? tömítőszalag + fűzőcsavar (szegecs) párazáró fólia ragasztott kapcsolatokkal A páratartalom csökkentésének eszközével csak bizonyos határok között élhetünk
II. KONVEKTÍV PÁRATRANSZPORT A konvektív nedvességtranszport veszélyei A könnyű határoló szerkezetek szerelő jelleggel, száraz technológiával készülnek Az egyes szerkezeti elemek közötti hézagokon keresztül konvektív légmozgás, légáramlás ( huzat ) indulhat, melynek motorja: légnyomás különbség a külső és belső tér között (szél) hőmérséklet különbségből adódó sűrűség különbség (külső és belső légállapot különböző) A hatások általában együttesen jelentkeznek A konvektív nedvességtranszport nagyságrenddel intenzívebb nedvességszállító, mint a páradiffúzió
II. KONVEKTÍV PÁRATRANSZPORT A konvektív áramlással a szerkezetbe jutó pára szellőző légrés által történő elszállítását csak bonyolult számításokkal lehet vizsgálni. A tapasztalat szerint gyakori, hogy a légrés nem képes elszállítani ezt a páramennyiséget. A szerkezetben lecsapódó pára korrodálja a fa és a fém szerkezeteket, rontja a hőszigetelést, növeli az önsúlyt. A konvektív áramlással távozó levegő nem kívánt hőveszteséget is okoz az épületben. A szerkezetek légzárásával előzhetők meg a konvektív légáramlatok.
II. KONVEKTÍV PÁRATRANSZPORT - HIÁNYOS LÉGZÁRÁS Légzáró réteg lezárásának részlete: ragasztás és beszorítás
III. A HŐHIDAK JELENTŐSÉGE
III. A HŐHIDAK JELENTŐSÉGE felületi páralecsapódás hőhidakon, hideg pontokon lehetséges (állagvédelmi kérdés) porózus anyagokon a kapilláris kondenzáció megindulása elegendő a penészedéshez (egészséget veszélyeztető kérdés) fémeken, üvegen a harmatponton indul meg a kondenzáció hőveszteség (épületenergetikai kérdés) hőmozgások (állagvédelmi kérdés)
III. A HŐHIDAK JELENTŐSÉGE Cél: ne alakuljon ki páralecsapódás, vagy penészedés a legkedvezőtlenebb felületi hőmérsékletű szerkezeten sem Eszközök: hőhíd katalógusok, hőhíd programok, építési rendszerek (megadják a megengedhető belső légállapotokat?) Kérdés: mekkora a megengedhető páratartalom? A páralecsapódás és a penészedés megelőzésének eszközei: jobb hőszigetelés páraterhelés csökkentése, légcsere növelése
III. VONALSZERŰ HŐHIDAK JELENTŐSÉGE KÖNNYŰSZERKEZETEKBEN Könnyű szerkezetekben Nehéz szerkezetekben Δt=1,4ºC FÉM BORDA ESETÉN: Δt=6,6ºC Δt=0,2ºC FA BORDA ESETÉN: Δt=1,9ºC
III. PONTSZERŰ HŐHIDAK JELENTŐSÉGE KÖNNYŰSZERKEZETEKBEN Pontszerű acél hőhíd betonban, illetőleg hőszigetelő anyagban A lehülés mértéke és a lehülő felület nagysága különböző Az acélt körülvevő anyag hőszigetelő képességétől függ a felületi hőmérséklet Hővezetési tényezők: Hőszigetelés: λ 0,04 W/mK Vasbeton: λ 1,55 W/mK Acél: λ 58 W/mK
III. PONTSZERŰ HŐHIDAK JELENTŐSÉGE KÖNNYŰSZERKEZETEKBEN Az acél átmérőjétől függ a t pl. d=10 mm esetén Δt=15ºC
III. PONTSZERŰ HŐHIDAK JELENTŐSÉGE KÖNNYŰSZERKEZETEKBEN Hőszigetelésen átmenő pontszerű acél rögzítő és tárcsa A pontszerű acél hőhíd geometriája és pozíciója szerint hatása különböző: Külső tárcsa: t=29,2ºc Belső tárcsa: t=0,3ºc
1. SZERKEZETI PÉLDA ELEMZÉSE csapadékbiztos (vízzáró) harmathullás veszélye fagypont alá hülhet a belső tér
2. SZERKEZETI PÉLDA ELEMZÉSE csapadékbiztos (vízzáró) jelentős vonalmenti hőhidak a falváz gerendáknál jelentős pontszerű hőhidak a trapézlemez rögzítéseknél összefüggő belső lég- és párazáró réteg temperált belső terekhez belső nedvességfejlődés nélkül pormentesség, légzáróság igényével Az egyes szerkezet-változatok különböző követelményszinteknek felelnek meg
3. SZERKEZETI PÉLDA ELEMZÉSE Az egyes szerkezet-változatok különböző követelményszinteknek felelnek meg falvázgerendák vonalmenti hőhidak v=3-5 mm a burkolat illesztéseinél csekély lég- és párazárás a párafékező fólia réteg nem folytonos nem is tehető folytonossá fűtött, temperált belső alacsony belső nedvességterhelés
4. SZERKEZETI PÉLDA ELEMZÉSE Az egyes szerkezetváltozatok különböző követelményszinteknek felelnek meg kazetták pereme hőhíd vonalmenti hőhíd, v=1 mm kazetták csatlakozásának lég- és párazárása kivitelezés gondosságán múlik fémlemez héjalású melegtető kockázatos fűtött, temperált belső alacsony légnedvesség légzárás, pormentesség igénye
5. SZERKEZETI PÉLDA ELEMZÉSE a belső burkolat pára- és légzárása elvileg megoldható nyári felmelegedés kisebb fűtött terek normál páraterhelés Az egyes szerkezet-változatok különböző követelményszinteknek felelnek meg csak pontszerű hőhidak műanyagból légzárás, pormentesség igénye
6. SZERKEZETI PÉLDA ELEMZÉSE Az egyes szerkezet-változatok Különböző követelményszinteknek felelnek meg a panelokat rögzítő csavarok pontszerű hőhidak fémből a peremek hőhidassága különböző mértékű a panelhézagok lég- és párazárása különböző mértékű a felület kompakt, zárt fűtött, ill. hűtött belső tér normál páraterhelés légzárás, pormentesség
HŰTÖTT CSARNOKOK SPECIALITÁSAI Igénybevételek csapadék hőmérsékletváltozás szél, hó belső hideg (vagy fagyhatás) páradiffúzió iránya fordított, vagy változó Elvárások, követelmények csapadékbiztos szél- és hóterhelésnek ellenáll tartósság vagyonvédelem korlátozott hőveszteség légtömör párazáró páralecsapódás mentes fagykárok nem lehetnek
HŰTÖTT CSARNOKOK SPECIALITÁSAI Ház a házban elv Nyári felmelegedés elleni védelem Átszellőztetett fal- és tetőszerkezetek A hűtésre fordított energia különösen drága Szendvics szerkezettel határolt hűtött terek Hőszigetelt, (mélyhűtőknél fűtött) padlószerkezet
Fém fegyverzetű hűtőházi szendvicspanel MANIPULÁCIÓS TÉR FAGYASZTÓ KAMRA Műgyanta padlóburkolat Műgyanta padlóburkolat Vasaltbeton padlólemez Nagy teherbírású hőszigetelő hab Talajpára/ talajnedv. elleni szigetelés Aljzatbeton Zúzottkő alépítmény Vasaltbeton padlólemez PE fólia technológiai szigetelés Nagy teherbírású hőszigetelő hab Fagymentesítő fűtés Talajpára/ talajnedvesség elleni szigetelés Aljzatbeton Zúzottkő alépítmény
Ajánlott irodalom: Épületszigetelési kézikönyv Verlag Dasshöffer