Az energetikai veszteségfeltárásról III.
2007/9. lapszám | Sümeghy Péter | 3177 |
Figylem! Ez a cikk 17 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Cikksorozatunk előző részében az épületdiagnosztikai módszereket, illetve az azok alapján történő gazdaságossági, megtérülési számításokat ismertettük. A mostani részben elkezdünk foglalkozni a konkrét energiatakarékossági intézkedésekkel.
Energia-megtakarítási lehetőségek
Egy épület felmérése során számos lehetőség nyílik az energia-megtakarításra. A legfőbb területek, ahol energia takarítható meg, az épület határoló szerkezete, épületgépészeti és épületvillamossági berendezései, technológiái. A környezetvédelem erősödésének hatására a gyártók mindinkább törekednek a szigorodó jogszabályoknak megfelelni és számos új technológiát bevetni környezetünk védelmének érdekében. A következőkben igyekszem átfogó képet adni a jelenleg alkalmazható technológiákról, módszerekről.
Épület határoló szerkezetén alkalmazható beavatkozások
A beavatkozás módszerének megválasztásakor az alapvető kérdés, hogy az épület eredeti arculatának megtartása-e a cél, avagy az épület karaktere megváltoztatható.
Utólagos hőszigetelés
Falak szigetelése
A falak utólagos hőszigetelése többféle közvetlen és közvetett módon befolyásolja az épület energiamérlegét, és számos közvetett épületfizikai és hőérzeti következménnyel bír. Az utólagos hőszigetelés hatása igen erősen függ a rétegtervi helyzettől és a csomópontok kialakításától. Az utólagos hőszigetelésnek a rétegterv hőát- bocsátási tényezőjére gyakorolt kedvező hatása egyértelmű. Az energia-megtakarítás azonban a hőátbocsátási tényezők arányánál kedvezőbb mértékben változik, ha az utólagos hőszigetelést a falszerkezet külső oldalán helyezzük el, mert a hőhidak miatti veszteségek csökkennek. Az utólagos hőszigetelés a geometriai formák okozta vagy bordahatás miatti többlet hőveszteséget (a külső sarkok kivételével) egyértelműen csökkenti.
Emellett a felületen folytonosan végighúzódó külső hőszigetelés minden esetben csökkenti az anyagok inhomogenitása miatti többlet hőveszteséget. Miután a meglévő homlokzatok hőveszteségében a hőhidak miatti veszteségek többször tíz százalékot tesznek ki, az utólagos hőszigeteléssel elérhető, a hőhidak, csomópontok módosulásának betudható megtakarítás is hasonló mértékű.
Fontos megjegyezni, hogy az utólagos hőszigetelés nemcsak külső oldali hőszigetelés lehet, melynek esetében az egész épület vagy a teljes falfelület szigetelendő, hanem belső oldali is, mely helyi szigetelésként egy szoba vagy lakás hővédelmét javítja.
Egy homlokzati szakasz eredő hőátbocsátási tényezője azt fejezi ki, hogy az egydimenziós hőáramok, valamint a hőhidak okozta transzmissziós többlet hőveszteségek eredőjeként mennyi az egységnyi homlokzati felületen egységnyi idő alatt és egységnyi hőmérsékletkülönbség mellett átlagosan áthaladó hőáram. Felújítás, utólagos hőszigetelés esetén a kérdés az, hogy a korábbi és a felújítás utáni eredő hőátbocsátási tényezők aránya hogyan viszonyul az eredeti és a felújítás utáni rétegtervi hőátbocsátási tényezők arányához, másként az eredő hőátbocsátási tényező javulása eléri-e, meghaladja-e a rétegtervi hőátbocsátási tényező javulását, vagy alatta marad annak.
Az eredő hőátbocsátási tényező a következő összefüggéssel fejezhető ki:
––
ahol
A – homlokzat felülete [m²],
kn – rétegtervi hőátbocsátási tényező [W/m²K],
lj – csatlakozási élhossz [m],
klj – csatlakozási él vonal menti
hőátbocsátási tényezője [W/mK]
Bizonyos, hogy ha a kiegészítő hőszigetelés a homlokzati fal belső oldalára kerül, akkor az eredő hőátbocsátási tényező nem javul olyan mértékben, mint a rétegtervi. Ha ehhez hozzávesszük egyrészt a vízgőz-résznyomás kedvezőtlen alakulását a keresztmetszetben, másrészt a helyiség hőtároló-képességének csökkenését, akkor ismételten megállapíthatjuk, hogy belső oldali utólagos hőszigetelést csak kivételes esetben, például műemléki, városképi szempontból védett, megőrzésre méltó homlokzatok esetében célszerű alkalmazni, különös gondot fordítva a vízgőz diffúziójával összefüggő kérdésekre.
A határhőmérséklet az a külső hőmérséklet, melynél a fűtési üzemet el kell indítani, illetve le kell állítani. Ez az érték az átlagos hőszigetelésű hazai épületeknél +12 °C. A jobb hőszigetelés miatt a hőnyereségek a belső és a külső hőmérséklet között nagyobb különbséget fedeznek, tehát a határhőmérséklet értéke csökken, ami lényegében annyit jelent, hogy a fűtési idény megrövidül, a hőfokhíd értéke csökken.
A vakolat nedvességmérlege az esős időben felvett és a száraz időszakban elpárologtatott nedvesség mennyiségétől függ. Ez kapcsolatban van a vakolat hordozórétegének minőségével is. A repedésmentesség különösen fontos a jó hőszigetelő képességű falak esetében, amelyeknél a felületi hőmérséklet ingadozása nagyobb. A csapóeső hatására a mintegy hat napos száradási időszak alatt a szerkezetből párologtatással is távozik hő. Ez a „normál transzmissziós” veszteségáram akár 100%-os növekedésével egyenértékű.
Ebből következik, hogy külső szerkezeti rétegként olyan anyag kedvező, amely a külső felületképzés alatt kapillárisan nem veszi fel a vizet. Kézenfekvő védelemnek mutatkozik a külső felület víztaszító anyaggal való kezelése, ún. hidrofobizálása, melynek hatása egyenértékű lehet a hőátbocsátási tényező k = 0,1-0,15 W/m2K mértékű javításával. Az utólagos külső hőszigeteléssel az illesztési hézagokat betakarva a spontán légcsere okozta felesleges szellőzési hőveszteségek kedvezőtlen hatása megszűnik, valamint a falfelületek légáteresztése is kiküszöbölhető.
A külső határoló falszerkezetek pótlólagos, kiegészítő hővédelmére a műszaki építészeti állapot és igényszint mérlegelése alapján az alábbi elvi rendszerek állnak rendelkezésre:
Hőszigetelő vakolatok
A hőszigetelő vakolatokkal a kissé tagolt homlokzati felületek még követhetők, bár az eredeti architektúra teljesen nem tartható meg. Alakíthatósági előnyei mellett a szilikátbázisú hőszigetelő vakolati rendszer nyújtotta hőszigetelő érték korlátozott az anyag közepesnek mondható hővezetési tényezője (0,09-0,14 W/m2K) és a technológiailag felhordható csekély maximális rétegvastagság (5 cm) következtében. Alkalmazása ezért elsősorban tagolt, építészetileg igényesebb homlokzatok esetén, a kisebb hőszigetelés-növekedés kompromisszumát elfogadva javasolható. Előnye a rendszernek ugyanakkor a páradiffúzióval szembeni viszonylag kisebb ellenállása és „lélegző képessége”.
Külső hőszigetelés kéregvakolattal
A „Dryvit-rendszerű” vagy „Thermohaut” hőszigetelő kéregvakolatokban elhelyezhető hőszigetelő műanyaghab-, üveghab- vagy szálasanyag-tábla vastagsága sem elvileg, sem gyakorlatilag nem korlátozott, az alkalmazott vastagság függvényében legfeljebb a szerkezet rögzítési megoldásai változnak. Ennek a típusnak a betervezésekor gondolni kell a beépített rendszer páratechnikai jellemzőire, a páratranszportban esetlegesen kialakuló kedvezőtlen vagy káros változások elkerülésére.
Külső hőszigetelés légréssel
Az átszellőztetett háthézaggal kialakított új burkolati rendszer mögött elhelyezett (célszerűen szálas anyagú) hőszigetelés vastagsága nem korlátozott, az átszellőztetett háthézag a páradiffúzió szempontjából kedvező, és a külső héj mögötti átszellőző légrés a nyári hőterheléssel szemben is véd. A rendszer ott alkalmazható célszerűen, ahol a homlokzat nem tagolt, vagy meglévő tagoltságát nem kell megtartani. Bizonyos tömegtagoltságra természetesen ezek a homlokzati rendszerek is biztosítanak lehetőséget, azonban elsődleges építészeti eszközként a felület struktúrájának, anyagának és színének megválasztása említhető.
Belső oldali utólagos hőszigetelés
A belső oldali hőszigetelés lehet lécváz között elhelyezett hőszigetelő anyag, légréssel és gipszkarton szárazvakolattal, előre gyártott panel, amely a hőszigetelést, a páraféket és a felületképzést biztosítja, ritkábban a belső oldalon könnyű elemekből felfalazott további réteg. A T alakú csatlakozásoknál továbbra is megmaradó hőhidak, valamint a páradiffúzió különös figyelmet igényelnek.
Tető szigetelése
Olyan esetekben, amikor a hőszigetelés nedves, a szerkezetet úgy kell kialakítani, hogy abból a víz eltávozása a szerkezet károsodása nélkül játszódjék le. Abban az esetben, ha a „régi” hőszigetelés és a gőznyomás-levezető rendszer tönkrement, ezek visszabontása után új egyenes rétegrendű tető alakítandó ki. Abban az esetben, ha a „régi” hőszigetelés alatt hatékony párafékező réteg van elhelyezve, az egyenes rétegrend további hőszigetelés hozzáadásával megtartható. A száradási folyamat segítése céljából a meglévő vízszigetelő réteget perforálni kell. E perforációs rendszer nem lehet ötletszerű, azt méretezni kell. Abban az esetben, ha a meglévő hő- és nedvességszigetelés jó állapotban van, azon kívül extrudált poli- sztirol hőszigetelés helyezhető el, úgy „duó” rétegrend alakul ki (régi hőszigetelés a vízszigetelés alatt, az új fölötte).
Ha a tető jó állapotban van, és az egyéb feltételek is adottak, hőtechnikai tulajdonságai zöldesítéssel is javíthatók. A zöldesítés csekély mértékben javítja a hőátbocsátási ellenállást, jelentősen növeli a hőtároló képességet, nedvességmegtartó hatása és a növények által elpárologtatott víz (evaporatív) hűtőhatása mérsékli a nyári hőterhelést. Ha a meglévő hő- és vízszigetelés jó állapotban van, további hőszigeteléssel duó rendszerű zöldtető alakítható ki (régi hőszigetelés a vízszigetelés alatt, az új fölötte).
Pince és árkádfödém szigetelése
Az alul hőszigetelt pincefödémek utólagos hőszigetelése energetikai szempontból kevésbé hatékony, mint a külső légtérrel érintkező épülethatároló szerkezeteké, ám állagvédelmi és hőérzeti szempontból igen fontos (az előírt padlófelületi hőmérséklet biztosítása érdekében). A pincefödémek utólagos hőszigetelése az esetek túlnyomó többségében a födémszerkezet alsó oldalán lehetséges. A hőszigetelés rögzítési módja többek között a hőszigetelő anyag vagy termék fizikai tulajdonságaitól, a födémszerkezet fajtájától és az alsó oldali felületképzés vagy burkolat megválasztásától is függ.
Ezeknek megfelelően a hőszigetelés beépítése történhet mechanikai rögzítéssel, ragasztással vagy a kettő kombinációjával, új monolit vasbeton födémeknél pedig a hőszigetelő réteg „bennmaradó zsaluzat”-ként kerülhet a szerkezetbe. Az alsó oldali felületképzésre ilyenkor általában igénytelenebb megoldások is alkalmasak, mint a hőszigetelő termék kasírozó rétege, hálóerősítésű- műanyagalapú vékony vakolatok, de nemritkán elegendő a hőszigetelő réteg felületképzés nélküli beépítése is.
Az alul hőszigetelt árkádfödémek utólagos hőszigetelése energetikai, állagvédelmi és hőérzeti szempontból egyaránt fontos. Az árkádfödémek utólagos hőszigetelése az esetek túlnyomó többségében a födémszerkezet alsó oldalán lehetséges. A hőszigetelés rögzítési módja többek között a hőszigetelő anyag vagy termék fizikai tulajdonságaitól, a födémszerkezet fajtájától és az alsó oldali felületképzés, burkolat vagy álmennyezet megválasztásától is függ.
Árkádfödém utólagos hőszigetelésének kialakítása
Ha a teherhordó szerkezethez rögzített álmennyezet készítése az igény, a hőszigetelés a két szerkezeti réteg közé kerül. Gyakori megoldás, amikor a hőszigetelő táblákat vagy paplanokat az álmennyezetre fektetik, de hő- és nedvességtechnikai szempontból előnyösebb, ha a hőszigetelést a födém alsó síkján rögzítik (általában ragasztással vagy mechanikai rögzítéssel, az álmennyezet rögzítésétől függetlenítve).
Ha nem álmennyezet, hanem alsó oldali építőlemez-burkolat készítése az igény, a hőszigetelés vastagságának megfelelő magassági méretű, a teherhordó födémhez rögzített tartóbordákat kell a burkolat fogadására beépíteni. Fabordák beépítése célszerűbb, mivel a fémszerkezetek hőhídhatása ezekénél jóval nagyobb.
Padlás szigetelése
A padlásfödémek a legegyszerűbben és leggazdaságosabban hőszigetelhető épületszerkezetek. Erre utal az egyszerű rétegfelépítés, és az, hogy a hőszigetelő táblákat felülről és külön rögzítés nélkül lehet beépíteni, ami itt egyszerű elhelyezést, fektetést jelent. A kis rétegszám abból is adódik, hogy páravédelmi rétegekre nincs szükség – hiszen a padlástér átszellőztetett. A hőszigetelő réteg vastagságával ezért nem célszerű „takarékoskodni”, de ajánlott a szigetelő táblák két rétegben való fektetése – rétegenként kötésben és soronként „eltolt” lemezcsatlakozási hézagokkal.
Ha a padlásfödém terhelése, igénybevétele számottevő mértékű és/vagy a meglévő tetőfedés nem fokozottan vízzáró (pl. nincs alátéthéjazat, és a tetőfedés elemcsatlakozásai hézagosak), a hőszigetelés felett polietilén fólialepedő technológiai szigetelés és betonpadozat készítése lehet megbízható megoldás. A betonburkolat a tetőhéjaláson keresztül bejutó csapadék és porhó „megtartására” szolgál a nedvesség elpárolgásáig, a technológiai szigetelés pedig megakadályozza a hőszigetelés elnedvesedését a betonozás során, és egyben egy „utolsó” vízszigetelést is képez.
Ha a padlásfödém terhelése, igénybevétele megengedi, és a meglévő tetőfedés fokozottan vízzáró, padlásfödém-burkolatként elegendő lehet építőlemez járóréteg beépítése a hőszigetelés felett.
Ha a járóréteget külön nem támasztjuk alá, akkor „terhelhető” minőségű hőszigetelő anyag, illetve termék beépítése szükséges, az építőlemez járóréteg pedig csak „nagytáblás” kialakítású lehet (pl. cementkötésű fagyapot, esetleg fagyapot vagy pozdorjalemez). Ha a járóréteg megtámasztására külön bordázatot építünk be (célszerűen impregnált fenyőfa zárlécekből vagy pallókból), olcsóbb, kisebb nyomószilárdságú (az ásványgyapot kategóriában jellemzően „nem terhelhető” minőségű) hőszigetelő anyagok, illetve termékek is alkalmasak. Az építőlemez járóréteg ez esetben – a bordák távolságától függően – szegezett fenyőfa deszkázat vagy pallóterítés is lehet.
Tetőterek szigetelése
A tetőterek hőszigetelését kétféle szempontból is lehet értelmezni. Egyrészt magát a tetőteret körülvevő szerkezetet hőszigeteljük, amely az ottani lakóteret választja el a külső környezettől, másrészt az épület alsó lakószintjei felett hozunk létre egy fűtött teret, amely felé az alsó szintről a továbbiakban nem alakul ki hőveszteség. Amennyiben korábban lakótérként nem használt padlás beépítéséről van szó, mindkét értelmezés helytálló. Az új lakótér létrehozásának költségeiből a hőszigetelés csak egy kis hányadot képvisel.
A padlásterek utólagos beépítése során viszonylag „olcsó”, kisebb szilárdságú hőszigetelő anyagok használhatók a beépített tetőteret határoló szerkezetekben, ezért ez a hőszigetelési mód gazdaságosnak minősíthető. A szarufák között és alatt elhelyezett hőszigetelő réteg esetén a faszerkezetek (a szarufák és az alsó síkjukon rögzített léc- vagy zárléc-vázelemek) csak „pontonként” keresztezik egymást, így hőhíd-hatásuk nem számottevő.
A hőszigetelés és a tetőhéjazat között szellőztetett légréteget kell kialakítani, mivel ez a szerkezet és a belső tér nyári hőterhelése, a szerkezeten átdiffundáló pára „elszállítása” és a határoló szerkezet hőátbocsátásának csökkentése szempontjából egyaránt előnyös és szükséges. A tetőhéjazat alatti alátéthéjazat (mint másodlagos csapadékvíz-szigetelés) elhelyezése kötelező! Még előnyösebb két szellőztetett légréteg kialakítása, amely szinte minden esetben lehetséges a másodlagos csapadékvíz-szigetelésként funkcionáló alátéthéjazat alatt és felett – viszonylag csekély többletköltség árán.
A tetőtérbeépítést határoló szerkezetek belső oldali burkolata a helyiségek funkciójától, a tűzvédelmi követelményektől és az esztétikai igényektől függően többféle lehet, pl. lécvázra rögzített építőlemezekből (leggyakrabban gipszkarton-lemezekből), deszkázatra felhordott nádvakolatból, vagy fa- illetve kPVC sávelemekből („lambéria”) készülhet. A burkolat és a hőszigetelés között műanyagfólia légzáró- párafékező réteget kell beépíteni.
A tetőtérbeépítést határoló szerkezetek belső felületkiegyenlítő rétegeként leggyakrabban vakolat vagy simítás, felületképzésként pedig festés vagy tapétázás készül. A megoldások lényege, hogy a szarufák közé helyezett hőszigetelést a belső oldalon egy szerelt könnyűszerkezettel lezárják, vagy egy megfelelő aljzatra normál vakolatot készítenek belső felületképzésként. A szarufák jelentette hőhidak hatását „optimálisabb esetben” a szarufák előtt vezetett 2-4 cm vastagságú többlet hőszigeteléssel szüntetik meg. A párafékezés szükségességét látszólag azzal cáfolhatnánk, hogy a szigetelés feletti szellőző légréteg úgyis elszállítja párát, így a párafékezésnek nincs jelentősége. Ez a vélekedés téves. A szellőző légréteg teljesítménye néhány cm-es légréteg-vastagságoknál korlátozott, hiszen a gravitációs nyomáskülönbség csak néhány Pa.
A tetőszerkezetet alkotó faanyagok esetén a kondenzáció előtti „dunsztos állapot” is igen kedvezőtlen. A szellőző légrésben a hossz mentén (a levegő áramlási irányában) a relatív páratartalom nő, és a felső szakaszon tartósan elérheti a kritikus értéket is, függetlenül attól, hogy az átlagos érték még a megengedhető érték alatt van. A felső szinti helyiségekből a levegő a réseken át általában belülről kifelé mozog, így fennáll annak a kockázata, hogy a réseken, tömítetlenségeken át a levegővel együtt vízgőz is jut a szerkezetbe.
Figyelembe véve a fentieket, vastagabb hőszigetelő rétegek és jobban kiszellőztetett, bővebb légrétegek kialakítása célszerű.
(Folytatjuk)
