2018. június 24., vasárnap

A meglévő épületek energiafelhasználása jelentős mértékben csökkenthető a határoló szerkezetek hőszigetelő képességének javításával. Különösen a történeti értékű épületcsoportnál lehet járható út a belső udvarok üvegezett lefedése.

Az energiahordozók árának emelkedésével egyre gyakrabban építenek be kiegészítő homlokzati hőszigetelő réteget. Ez azonban nem minden esetben járható út. Budapest belső kerületeinek többszintes lakóépületeinél például a homlokzat építészeti kialakítása nem teszi lehetővé a fenti megoldás alkalmazását. A megtartandó homlokzatú épületek jelentős nemzeti vagyont képviselnek, lebontásuk nem valósítható meg. Energiafelhasználásuk csökkentésének lehetőségei sok, jelenleg még nem tisztázott kérdést vetnek fel. A belső oldali hőszigetelés páratechnikai szempontból kockázatos, a fal- és födémcsatlakozásoknál hőhídproblémák jelentkeznek. A függőfolyosós belső udvaroknál a vakolt hőszigetelő rendszerek mechanikai igénybevétele, felületfolytonos kialakítása okozhat gondot. A fenti problémák kiküszöbölésének egyik lehetősége a belső udvarok használati értékét növelő, az energiafelhasználást csökkentő üvegezett lefedés kialakítása. Erre már számos megvalósult példa van. Eddig elsősorban középületek esetében alkalmazták.

BEVEZETÉS

Az épületek energiafelhasználását jelentős mértékben befolyásolja az üvegezett szerkezetek szoláris nyeresége, amely a transzparens szerkezetek méreteinek, tájolásának, szerkezeti kialakításának függvénye. „Az épületek szoláris nyeresége offenzív és defenzív technikával növelhető. Az offenzív technika a téli napsugárzásból származó hőnyereséget hasznosítja a hőtároló épülettömeg bevonásával. Nyáron a túlmelegedést elsősorban árnyékolók alkalmazásával csökkenti. Az offenzív technika eszközei: az energiatudatos tájolás és forma, üvegezési arány, árnyékolás, nagy hőtároló tömeg, hővisszanyerős szellőzés, passzív szoláris eszközök (üvegház, energiagyűjtő falak), a szellőző levegő előmelegítése energiagyűjtő szerkezettel (üvegház, Trombe fal, transzparens hőszigetelés). A defenzív technika a határoló szerkezetek hőszigetelő képességének növelésével csökkenti az épület energiaveszteségét, továbbá minimalizálja a szellőzési filtrációs energiaveszteséget. A defenzív technikával tervezett épület fő jellemzői a kompakt forma, erősen hőszigetelt szerkezetek, légtömör nyílászárók, alacsony filtrációs levegőforgalom, jó hőszigetelő képességű nyílászárók, hővisszanyerős szellőztetés." [1]

A belső udvarok utólagos üvegezett térelhatárolása komplex módon befolyásolja a határoló szerkezetek energiamérlegét, hiszen offenzívnak tekinthető abból a szempontból, hogy üvegházként működik, ugyanakkor defenzív is, mert csökkentheti a lehűlő felületet és a filtrációs levegőforgalmat.

Az üvegezett udvarlefedés lehetőséget biztosít

  • pufferterek kialakítására, a használati érték növelésére,
  • sugárzási nyereség realizálására,
  • hőveszteség csökkentésére,
  • hőhidasság csökkentésére.

Ugyanakkor természetesen új, megoldandó feladatokat is jelent például

  • a tartószerkezetek méretezése,
  • a tűzvédelmi követelmények betartása,
  • a belső terek szellőztetésének biztosítása,
  • a karbantartás, tisztíthatóság lehetővé tétele szempontjából.

Az épületek homlokzati falaihoz csatlakoztatott üvegezett térelhatárolású terek komplex hatása épületenként részletes számítások alapján mérlegelhető. A megvalósult hazai történeti és kortárs példák igazolják létjogosultságukat, előnyeiket a magyarországi éghajlati körülmények között. Optimális kialakításukhoz, az épület energiamérlegére gyakorolt hatásuk értékeléséhez ismernünk kell a használati követelményeket, a szerkezeti lehetőségeket és a műszaki paraméterek pontos tartalmát.

ÜVEGEZETT SZERKEZETEK ENERGETIKAI MÉRLEGÉT BEFOLYÁSOLÓ JELLEMZŐK

Az üvegezett térelhatároló szerkezetek azon tulajdonságai, amelyek jelentős mértékben befolyásolják az épületek energiafelhasználását:

  • üvegezett szerkezetek hőátbocsátási tényezője,
  • hőhidasság,
  • fűtött és fűtetlen terek közötti hőátbocsátási tényező meghatározása,
  • üvegházhatás,
  • filtráció.

Üvegezett szerkezetek hőátbocsátási tényezője (UW [W/m²K])

Az üvegezett szerkezetek hőátbocsátási tényezőjét az MSZ EN 10077-1 szabványnak megfelelően a tokszerkezet, az üvegezés és ezek csatlakozásánál kialakuló hőhíd határozza meg az alábbi képlet szerint:

képlet

A tokszerkezetek hőátbocsátási tényezője az anyagtól és a kialakítástól függően 1,5–3,5 W/m²K, az üvegezés hőátbocsátási tényezője, az üveg rétegszámától, a bevonati rétegektől, a hőszigetelő üvegtáblánál alkalmazott kitöltő gáz minőségétől stb. függően 1,0-3,0 W/m²K között változik a leggyakrabban alkalmazott szerkezetek esetében.

Hőhidasság

Az üvegezett szerkezetek hőátbocsátási tényezőjénél megadott képlet tartalmazza az üvegezés és a tokszerkezet közötti hőhíd hatását, viszont nem veszi figyelembe a tok és a falazat közötti hőhidat. Ennek hatását a 7/2006. (V. 24.) TNM rendeletben foglaltak szerint a fajlagos hőveszteség tényező q [W/m3K] számítása tartalmazza:

keplet2-fzs-web

Üvegházhatás

„Ha egy áteresztő szerkezetet napsugárzás ér, a sugárzás a szerkezet mögötti helyiségbe jut és a belső burkolatok, bútorzat felületén elnyelődve felmelegíti azokat, ezáltal növeli a belső levegő hőmérsékletét is.. Minél nagyobb a szerkezet hőtároló képessége (tömege), annál nagyobb mennyiségű energiát vesz fel, annál kisebb hőmérsékletnövekedés mellett." [1]

1. ábra Üvegezett homlokzati szerkezetek hatása a belső hőmérsékletre [1]

Fűtött és fűtetlen terek közötti hőátbocsá­tási tényező (UR [W/m²K]) meghatározása

A 7/2006. (V. 24.) TNM rendelet szerint: „Ha az épület egyes határoló felületei vagy szerkezetei nem a külső környezettel, hanem attól eltérő tx hőmérsékletű fűtetlen vagy fűtött terekkel érintkeznek (raktár, pince, szomszédos épület), akkor ezen felületek U hőátbocsá­tási tényezőit a következő ti-tx/ti-tarányban kell módosítani, ahol tx és te a fűtési idényre vonatkozó átlagértékek.

a) A részletes módszer alkalmazása esetén, a szomszédos terek hőmérséklete az MSZ EN 832 szabvány alapján határozható meg.

b) Egyszerűsített módszer alkalmazása esetén ez az arányszám pincefödémek esetében 0,5, padlásfödémek esetében 0,9 értékkel vehető figyelembe."

Üvegezett fedésű belső udvarok esetében az UR értéke várhatóan 0,5 és 0,9 közé esik, tehát az eredeti udvari homlokzati szerkezetek energiamérlege javul, ugyanakkor a külső térrel érintkező lehűlő felület csökken.

Filtráció

Filtrációnak nevezzük a külső határoló szerkezeteken keresztül kialakuló légáramot. A filtráció szerepet játszik

  • a belső terek friss levegőellátásában,
  • a belső térben elhelyezett nyílt égésterű fűtőberendezések oxigénellátásában,
  • a belső levegő páratartalmának alakulásában,
  • a belső levegő szennyezőanyag-tartalmának alakulásában,
  • az épület energiafelhasználásában.

A filtráció mértékétől és a belső hőmérséklettől függően a kiáramló meleg levegő következtében kialakuló energiaveszteség a szakirodalmi adatok alapján akár a teljes energiafelhasználás 30–50 százaléka is lehet (2. ábra). [2]

2. ábra  Légcsereszám hatása a fűtési energiaszükségletre [2] grafikon

A helyiségben szükséges minimális légcserét alapvetően a használathoz szükséges friss levegő mennyisége és a szerkezetek állagvédelme (káros mértékű páralecsapódás elkerülése) határozza meg. (Egy emberi szervezetnek óránként kb. 30 m³ friss levegőre van szüksége ahhoz, hogy egészséges maradjon. Maga az ember körülbelül csak kb. 3–5 m³ levegőt használ el ez idő alatt.) Energiatakarékosságot a szükségesnél nagyobb légcsere megakadályozásával, a kiáramló levegő energiatartalmának csökkentésével (hőcserélős szellőzők) érhetünk el.

UDVAROK ÜVEGEZETT LEFEDÉSÉNEK ENERGETIKAI HATÁSA

A belső udvarok üvegezett lefedése a szükséges bevilágítás megőrzése mellett megvédi az udvar területét és a csatlakozó helyiségeket az időjárás viszontagságaitól, a túlzott lehűléstől, a csapadéktól. Komfortosabbá teszi az udvarra nyíló helyiségek használatát. Az eddig szabadtéri folyosókat nem éri hó és eső, csökken az udvari ablakokon, lakásbejáratokon keresztül kialakuló légmozgás. Az üvegtető alatti fűtetlen tér hőmérséklete magasabb, mint a kültéri hőmérséklet. Egyrészt a hőszigetelő képességű tetővel lehatárolt belső teret fűtött helyiségek veszik körül, másrészt napsütéses időben az üvegtetőn keresztül az üvegházhatás következtében energianyereség keletkezik. A külső térnél magasabb hőmérsékletű lefedett belső udvar irányába kisebb a homlokzati felületek energialeadása. A külső térrel közvetlenül érintkező lehűlő felület nagysága jelentősen csökken, hiszen az udvar alapterületével közel azonos méretű tetőfelület sokkal kisebb, mint az udvarra néző homlokzatok területe. Értelemszerűen ugyanez igaz a hőhidak méreteire, arányaira is.

A fenti, egymással összefüggő, sokszor egymást erősítő folyamatok mindegyike csökkenti az energiafelhasználást, tehát ebből a szempontból egyértelműen kedvezőnek ítélhető. Ugyanakkor nem szabad elfelejtkezni arról, hogy a szerkezeteknek nemcsak az energetikai követelményeket kell kielégíteniük, hanem egyszerre, az elvárt időtartamig kellő biztonsággal meg kell felelniük valamennyi velük szemben támasztott elvárásnak.

Az alacsony energiafelhasználás mellett alapvető fontosságú, hogy épületeink gazdaságosak, egészségesek, tartószerkezeti, tűzvédelmi, állagvédelmi szempontból biztonságosak, tartósak legyenek.

SZERKEZETI KIALAKÍTÁS

A belső udvarok lefedésének kialakítása egyedi tervezést, méretezést igényel a szabályozás és a meglévő épület adottságainak figyelembevételével. Vannak azonban olyan általános jellemzők, megoldási szempontok, amelyek sok esetben előfordulnak, szélesebb körben alkalmazhatók.

A szerkezeti lehetőségek elemzése egy tipikus budapesti belvárosi épület vizsgálata alapján készült (1–2. kép; 3–4. ábra) [3].

egy tipikus budapesti belvárosi épület 3. ábra épület műszaki rajza

 

 

 

4. ábra homlokzati rajz 2.kép a ház belső udvara felülnézetből

Az üvegtető kialakítása egyszeri, nagy beruházást igényel, de kellő átgondolás esetén ára nem feltétlenül magasabb, mint a homlokzati nyílászárók cseréjével egybekötött homlokzati teljes hőszigetelő rendszer költsége.

5. ábra a belső udvar alaprajza

 

A belső udvarok lefedésének tervezése komplex feladat (5. ábra). Az energetikai számítások mellett részletes méretezéssel alátámasztva magában foglalja többek között

  • a belső udvar és a hozzá csatlakozó helyiségek használati követelményeinek kielégítését,
  • a tartószerkezeti tervezést,
  • az üvegtető épületszerkezeti kialakítását, különös tekintettel a vízelvezetésre, karbantartási feladatok ellátására,
  • tűzrendészeti követelmények betartását.


Használat

A belső udvarhoz csatlakozó helyiségek szabványokban előírt mértékű szellőztetését biztosítani kell. Legkorszerűbb és legbiztonságosabb új, belső mesterséges függőleges szellőző rendszer beépítése, hőcserélők alkalmazásával, amely a tetősíkon kivezethető. Ennek hiányában a lefedett udvar légcseréjének gépi szabályozása is megfontolható.

Használati követelményként értelmezhető az üvegtető karbantartása is. Ennek megkönnyítése érdekében célszerű az üvegtető peremei mentén egy min. 1 m széles szabadon járható felületű lapostető-felületet kialakítani, és ehhez lábazati fal közbeiktatásával csatlakoztatni a kiemelt üvegtetőt. Üvegtetők esetében mindig ragasztott biztonsági üveget kell alkalmazni.

Tartószerkezet

6. ábra

Az üvegtető kialakítását alapvetően a meglévő szerkezetek és a terek méretei határozzák meg. A megtartandó homlokzatú lakóépületek belső udvarainak mérete változó, azonban a kisebbik alaprajzi méret többnyire nem haladja meg a 10–12 métert. Az üvegtető tartószerkezetét a belső homlokzat tömör falmezőire lehet támasztani. A belső udvarok szemben fekvő homlokzatai nem minden esetben szimmetrikusak, így átmenő gerendák helyett javasolható az udvarlefedés konzolokra ültetése. A középen kiemelt tető lábazati „fala" a terhek csökkentése érdekében hőszigetelt-szerelt kialakítással, a 10 százaléknál nagyobb lejtésű „üvegtető" alumínium bordákkal, hőszigetelő ragasztott biztonsági üvegezéssel, méretezett alátámasztó szerkezettel készülhet. A 6. ábra vázlatosan mutatja be a javasolt szerkezeti kialakítást.

3. kép történeti épület acél konzolos alátámasztású előtető kialakítása a legfelső szinti függőfolyosó fölött

Ez a formai, szerkezeti kialakítás összhangban van a meglévő épületekben gyakran alkalmazott megoldásokkal. A 3. képen történeti épület acél konzolos alátámasztású előtető kialakítása látható a legfelső szinti függőfolyosó fölött. A 4. kép a belső udvar kiemelt üvegtető-lefedésének és homlokzatának kapcsolatát biztosító lapostetőt mutatja be.

4. kép a belső udvar kiemelt üvegtető-lefedésének és homlokzatának kapcsolatát biztosító lapostetőt mutatja be

Hőszigetelés

A fűtetlen udvar fölötti üvegtetőnél nem feltétlenül szükséges drága, hőhídmegszakításos bordarendszer alkalmazása. Törekedni kell a páralecsapódás elkerülésére. Ennek érdekében ragasztott biztonsági hőszigetelő üvegezés alkalmazása javasolható. A bordák és az üvegezés is 3 W/m²K hőátbocsátási tényezővel vehetők figyelembe. Jobb (alacsonyabb) hőátbocsátási tényezőjű szerkezetek alkalmazása esetén csökken a transzmissziós hőveszteség.

A lapostetős szakaszon és a lábazati felületeken kb. 20 centiméter vastagságú hőszigetelés beépítésével elégíthetők ki a követelmények.

A nyári túlmelegedés csökkenthető az üvegtető lábazatán kialakított nyitható felületekkel, amelyek a nyári éjszakai átszellőztetést teszik lehetővé.

Vízelvezetés

Meglévő épületek belső udvarainak lefedését úgy kell kialakítani, hogy az a legkevesebb átalakítást igényelje, és ne befolyásolja hátrányos módon a meglévő szerkezetek működését. A meglévő, általában cserép- vagy palafedésű tető és az új üvegtető közé beiktatott lapostető egyrészt lehetővé teszi az eredeti vízelvezetés megőrzését és az új tetőfelületek vízelvezetésének független kialakítását, másrészt a tetőszerkezetek karbantartását, tisztítását is megkönnyíti.

Tűzvédelem

A tűzvédelem az épületek biztonságos használatának sarkalatos kérdése. Minden esetben egyedi méretezés alapján ki kell elégíteni a tűzvédelmi szabályozásban foglaltakat. A belső udvarok lefedése nem módosítja a menekülési útvonalat, és annak anyagait, szerkezeteit. Ugyanakkor zárt belső teret hoz létre, ahol a mérgező füstgázok felhalmozódása veszélyhelyzetet teremthet. Ennek elkerülése érdekében az üvegtetőkben nyitható, hő- és füstérzékelőkkel ellátott felületeket kell kialakítani.

MEGVALÓSULT PÉLDÁK

Történeti példák

5. kép A BME előadóterem fölött, Budapest, XI. kerület  6. kép Lakóépület belső udvara fölött, Budapest, V. kerület

 Kortárs példák

7.kép Keszthely Helikon Hotel, előcsarnok fölött 8. kép Gyöngyös Mátra Múzeum belső udvara fölött





ÖSSZEFOGLALÁS

A belső udvarok utólagos üvegezett lefedése egyszeri nagy beruházás, azonban jelentős előnyökkel jár. Az üvegtető alatti védett térből nyithatók a lakások bejáratai, az udvari falszerkezetek nagyon bonyolult és csak hőhidakkal megoldható utólagos külső oldali hőszigetelése, az udvarra néző nyílászárók cseréje szükségtelenné válik. Az üvegtető emellett jelentős energianyereséget tesz lehetővé az üvegházhatás következtében. Az üvegezés mögött elhelyezkedő, a napsugárzás hatására felmelegedő nagy hőtároló képességű tömörtégla homlokzati falak csökkentik a fűtési energiát. A zárt udvarra nyíló gerébtokos homlokzati nyílászárók filtrációs vesztesége csökken.

A hőszigetelési szempontok figyelembevétele mellett gondoskodni kell valamennyi egyéb követelmény kielégítéséről is. Az energiafelhasználás csökkentésén kívül kiemelt fontosságú a megfelelő tartószerkezet, az udvarhoz csatlakozó helyiségek szellőztetése, a tűzrendészeti előírások betartása, a megfelelő vízszigetelés, páralecsapódás elleni védelem és a karbantartás biztosítása.

A munka szakmai tartalma kapcsolódik a „Minőségorientált, összehangolt oktatási és K+F+I stratégia, valamint működési modell kidolgozása a Műegyetemen" c. projekt szakmai célkitűzéseinek megvalósításához. A projekt megvalósítását az Új Széchenyi Terv TÁMOP-4.2.1/B-09/1/KMR-2010-0002 programja támogatja.

Fülöp Zsuzsanna PhD
építészmérnök, egyetemi docens
BMGE, Építészmérnöki Kar
Épületszerkezettani Tanszék

Jegyzetek

[1] Szikra Csaba: „Szoláris épületek". BME egyetemi jegyzet, 2010.

[2] Sólyomi Péter: „Épületek hőszigetelésének méretezése" In: Épületszigetelési Kézikönyv. Szerkesztő: Dr. Fülöp Zsuzsanna, Dr. Osztroluczky Miklós. Verlag Dashöfer Kiadó, Budapest, 2006.

[3] Meglévő épület tervei: Tapolczai Tiborné, Bakonyi Dániel, Kuntner Ferenc.

Szakirodalom

Dr. habil. Becker Gábor: „Üvegszerkezetek". BME segédlet 2010.

Dr. Dobszay Gergely: „Épületek páratechnikai követelményeinek kielégítése". In: Épületszigetelési Kézikönyv. Szerkesztő: Dr. Fülöp Zsuzsanna, Dr. Osztroluczky Miklós. Verlag Dashöfer Kiadó, Budapest, 2006.

Kronavetter István „Alumínium-üveg nyílászáró szerkezetek". BME előadás, 2008. 02. 29.

Dr. habil. Stocker György: Üvegszerkezetek alkalmazási lehetőségei az épületrekonstrukcióban. Magyar Építéstechnika, 2012/1. szám, 16. o.

Szikra Csaba: „Műemléképületek szellőztetésének energetikai jellemzői, az épületgépészet és az épületszerkezetek kapcsolata". BME Segédlet, 2006.

Eseménynaptár

Június 2018
H K Sz Cs P Szo V
28 29 30 31 1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30 1

Keresés

kepzes 180x240

MEHI-kepzes 180x180

Banner-MAPASZ-120x240

Médiatámogatók

proidea logo-web

 buildcomm-logo-web

 

Partnereink

EVOSZ-logo

measzlogo fb

 

 

 

 

proidea-logo-fb

VarepitoPalyazat logo-web

 

 

bme logo-kicsi

 

Ybl-logo-kicsi

  mapasz-logo-web

 

zeosz-logo-webebsz logo 2

 

 

 HuGBC LOGO kicsi

 

TEGY-web

 Burkolattechnika-egyesulet-logo-web

 Hazicincer logo

    Kivet-logo-web

 

 

 

 

Construmalogo-web

  emsz-logo-web180

mti hirfelhasznalo

 

dimag logofinal-web

 
 
 observer logo-web