Szakmai tanácsok a FIBRAN-tól
A hőhidak kialakulása jelentősen növeli az épületek hőveszteségét. Sőt, az egészségre is ártalmasak lehetnek. Az érintett területeken penész képződhet, ami orrdugulást, légzési nehézségeket és szem, illetve bőr irritációt okozhat. A penészképződést a beteg épület szindrómával (SBS) is gyakran összefüggésbe hozzák.
Magyarországon a 7/2006. TNM energiatakarékossági rendelet előírja, hogy a hőhídnak az éves fűtési energiaszükségletre gyakorolt hatását a technika állása és a mindenkori vállalható gazdasági lehetőségek szerint a lehető legalacsonyabban kell tartani.
A hőhíd hatását a fajlagos, (hőleadó felületre vonatkoztatott), transzmissziós hőveszteségnél és az éves fűtési igénynél is figyelembe kell venni.
Jelen cikk sorra vesz néhány – hőhidakkal kapcsolatos – tényt. Elsősorban azokra a hőhidakra koncentrál, amelyek az alapzat, illetve a homlokzat csomópontjaiban alakulhatnak ki.
Mi is az a hőhíd?
A hőhíd egy olyan része az épületnek, ahol a hőenergia gyorsabban áramlik, mint a szerkezet többi részén. Általában anyag-, vastagság- vagy szerkezeti elemváltásoknál fordul elő. Alapvetően megkülönböztetünk szerkezeti, geometriai vagy kombinált hőhidakat.
Szerkezeti hőhíd ott alakulhat ki, ahol a szerkezetet alkotó anyagok hővezetési tényezője különböző. Alapszabályként kijelenthető, hogy leginkább a teherhordó szerkezet és a hőszigetelés találkozásánál alakulnak ki például ott, ahol az alapzat a homlokzati fallal találkozik. Fontos tény, hogy a szerkezeti hőhidak az épület gondosan megtervezett hőszigetelésével kiküszöbölhetők.
Geometriai hőhidak ott alakulnak ki, ahol az épületet határoló szerkezet külső felülete nagyobb, mint a belső, ami növeli a hőáramlást. A legtöbb esetben a geometriai hőhidak kialakulása elkerülhetetlen. Hatásuk azonban megfelelő vastagságú hőszigeteléssel enyhíthető. Így a szerkezet hőáramlása csökkenthető. A geometriai hőhidak leginkább az épületek sarkainál alakulnak ki.
Kombinált hőhidak, mint azt a neve is sugallja, szerkezeti és geometriai hőhidak együttes jelenléte alkalmával alakulnak ki. Leggyakrabban erkélyeknél, teraszoknál és lapostetők attikafalainál figyelhetők meg.
Jóllehet, hőhidak az épület határolószerkezetének bármely pontján kialakulhatnak, jelen írás az alapzat és a homlokzat csomópontjainál előfordulókra koncentrál. Napjainkban egyre több esetben a sávalap helyét szépen lassan átveszi a lemezalap szerkezet. A két jól ismert alapzat között két alapvető különbség van. Az egyik, hogy különböző módon és mértékben adják át az épület terhét a talajnak, a másik pedig az épület hővédelmét folytonosan, megszakítás nélkül biztosítani képes hőszigetelő burok kialakításának lehetősége. A sávalapok vasbeton sávokból állnak. Ezek alakja általában négyszögletes. Rájuk épülnek a teherhordó falak és az épület terhe a sávokon keresztül ér talajt. A sávok közötti részbe, a feltöltést követően a padlófödém kerül, amely csak a saját és a lakóhelyiségek hasznos terhét viseli. Ezzel szemben az alaplemez az épület teljes súlyát viseli és teljes felületén keresztül adja át azt az alatta lévő talajnak. Gyakran az alaplemez alá hőszigetelés kerül, mely kellő teherbíróképességgel kell rendelkezzen, hogy megőrizze hőszigetelőképességét és megvédje az épületet a hőhidak kialakulásától.
Hőhidak az alapzatnál
Sávalap esetében a szerkezeti kialakítás következtében a hőhidak kialakulásának veszélye igen hangsúlyos. Lemezalap esetében viszont – pláne, ha hőszigetelés is van alatta – az esetleges hőhidak eredete inkább geometriai.
Érdekes megvizsgálni a két alapzati forma viselkedését feltételezve, hogy a falak és a padló hőátbocsátási tényezője mindkét esetben ugyanolyan. A padló és a homlokzati fal csatlakozásának részleteit vizsgálva azonnal látszik az egyértelmű különbség. Természetesen az épületfizikában nem érzésekre támaszkodunk, hanem számszerű bizonyítékokat keresünk. Pontosan kiszámítható, hogy a két szerkezeti megoldás közül melyik viselkedik jobban energiahatékonyság szempontjából és melyik hordozza magában az egészségkárosodás kockázatát.
A hőhidak mérnöki felfogásban
Az alábbi modell a SIST EN ISO 10211 szabvánnyal összhangban készült. Ez a szabvány határozza meg a hőhidak vonalmenti hőátbocsátását leírni hivatott számszerű szimuláció szabályait és peremfeltételeit. Az alábbi ábra szemlélteti a szimuláció során feltételezett peremfeltételeket és a kapott eredményeket. A modell a SIST EN ISO 6946 szabvány szerinti hőátbocsátási tényezőkkel számol. Ezek a hőátbocsátási tényezők Ufal = 0.15 W / m²K és Upadló= 0.16 W / m²K. A peremfeltételek pedig: Tkülső = -15 °C és Tbelső = 20 °C.
A vonalmenti hőátbocsátás meghatározásához ismernünk kell a szerkezet geometriáját és a hőáramlás mértékét. A számítás szerint mind a két hőhíd tényezője kevesebb mint 0. Ez félrevezető lehet, mert azt sugallhatja, hogy nincs is hőhíd. A tisztánlátás érdekében meg kell jegyezzük, hogy ez azért van, mert az épületfizikai számítások során az épület hőszigetelésének külső méreteit vesszük figyelembe. Emiatt érdemes a belső oldal legalacsonyabb hőmérsékletű pontját is belevenni a számításba. Ez mind a két esetben egy-egy belső sarok. A sávalap esetében mért minimum belső hőmérséklet 5.5 °C-kal alacsonyabb, mint a lemezalap esetében mért mérték. Ezek alapján számították ki az fRsi tényezőt, amely a belső oldali páralecsapódás lehetőségének kockázatát jelzi. Amennyiben az érték nem éri el 0,75-öt úgy számottevő kockázata van a kondenzáció megjelenésének.
A lakók egészségére gyakorolt káros hatások
A hőhíd jelenlétének egyértelmű bizonyítéka a falak belső oldalán megjelenő penész. Azért jelenik meg, mert a levegő nedvességtartalma lecsapódik a hideg falfelületen ideális környezetet teremtve ezzel a gombák növekedéséhez. A hőhidakon keresztül érkező intenzív hőáram hatása látványosan kivehető a hőkamerákkal készített felvételeken. Ezeken a területeken a hőmérséklet az épület belső oldalán alacsonyabb, míg a külső oldalon magasabb a szomszédos területeken mérttől. Hasonlóan a párás fürdőszobában a tükrökön, illetve a meleg nyári napokon a jéghideg üdítőkön megjelenő nedveséghez a hőhidak belső oldalán is páralecsapódás történik.
A hőhíd intenzívebb hőveszteséget és ezzel párhuzamosan magasabb fűtési költséget jelent. A megjelenő penész a hőhídképződés természetes kedvezőtlen velejárója. Nem csak a lakókörnyezetünket csúfítja el, hanem kockázatot jelent a lakók egészségére is. A penészgombák spórái a levegőbe kerülnek és légúti megbetegedések kialakulásához vezethetnek.
Hogyan előzhető meg a hőhidak kialakulása?
Ideális esetben a hőhidakkal már a tervezőasztalon foglalkoznak és kialakulásuk kockázatát már ott minimálisra csökkentik. Nagyon kell figyelni minden áttörésre, szerkezeti rögzítésre és nyílászáróra. A szabványok, az elérhető katalógusok a felhalmozott tapasztalatok figyelembevételével a legtöbb hőhíd kialakulása eredményesen kiküszöbölhető. Gyakran találkozunk határesetekkel, amikor nem vagyunk biztosak benne, hogy a megvalósítás során keletkezhet-e páralecsapódás. Ezekben az esetekben javasolt elvégezni a számszerű szimulációt. Így megvizsgálhatjuk a hőáramlást, leellenőrizhetjük a várt belső felületi hőmérsékletet és kiszámíthatjuk az esetleges kondenzáció kialakulásának kockázatát mutató tényezőt (fRsi).
A hőhidak megelőzésében a helyes kivitelezés is döntő szerepet játszik. Ahol csak lehet ragaszkodjunk a megszakításoktól mentes, teljes hőszigetelő burokhoz, mert ez az egyetlen hatékony módja a szerkezeti hőhidak megelőzésének.
