Pataky Rita okleveles építészmérnök, egyetemi mestertanár, BME Épületszerkezettani Tanszék

Cikkünk célja, hogy bemutassuk az ablakok, erkélyajtók műszaki jellemzőit, az értékek mögötti mérési módszereket, számításokat, és segítsük ezek értelmezését.

ABLAKOK ÉS ERKÉLYAJTÓK ALAPVETŐ MŰSZAKI JELLEMZŐI

A gyártók az ablakok és erkélyajtók alapvető műszaki jellemzőit az MSZ EN 14351-1:2006+A2:2017 termékszabvány [19] alapján adják meg. A nyílászárók olyan különleges építési termékek, amelyeknél a műszaki jellemzőket befolyásolja a méret, a nyitásmód, az üvegezés, a zárszerkezet, a profilkialakítás stb. Annak érdekében, hogy ezeket értelmezni tudjuk, és a tervezés során meg tudjuk adni a követelményértékeket, fontos ismerni, hogy egy-egy termékjellemző mögött milyen vizsgálatok vagy számítások állnak.

Birtalan Orsolya okleveles építészmérnök

A következőkben sorra vesszük a különböző műszaki jellemzőket (a jogszabályi nyelvben ezek a teljesítményjellemzők).

Hőszigetelő képesség

A hőszigetelő képességet a teljes nyílászáró szerkezetre vonatkoztatott hőátbocsátási tényezővel (Uw [W/m2K]) lehet jellemezni. Ezt az értéket leginkább a tok- és szárnyszerkezet anyaga, kialakítása, vastagsága, az üvegezés felületaránya, rétegrendje, a távtartó típusa, a nyitásmód és a nyílászáró osztása (a tok- és üvegosztók) befolyásolja. A hőátbocsátási tényező esetén a kisebb érték jelenti hőszigetelés szempontjából a jobb terméket.

Áts Árpád okleveles építészmérnök, meghívott óraadó, BME Épületszerkezettani Tanszék

A nyílászáró hőátbocsátási tényezőjét a gyártók többféle módon adhatják meg: legegyszerűbben közelítő pontosságú táblázatos értékekkel (MSZ EN ISO 10077-1:2017 szabvány [7] szerint), azonban a gyakorlatban jóval elterjedtebb a pontosabb eredményt adó egyszerűsített számítás.

Uw=(Ag*Ug + Af*Uf + lg* Ψg)/Ag*Af [W/m2K]

ahol

Uw – a nyílászáró hőátbocsátási tényezője [W/m2K]

Ag – az üveg felülete [m2]

Ug – az üveg hőátbocsátási tényezője [W/m2K]

Af – a keretszerkezet (tok+szárny) felülete [m2]

Uf – a keretszerkezet hőátbocsátási tényezője [W/m2K]

lg – üvegperem hossza [m]

Ψg – vonalmenti hőátbocsátási tényező [W/mK]

A hőátbocsátási tényező számítása számítógépes programok használatával – a valóságot jobban megközelítő numerikus módszerrel – is elvégezhető (az MSZ EN ISO 10077-2:2017 [8] alapján), azonban erőforrásigénye miatt ezt ritkábban alkalmazzák. Laboratóriumban szabványos mérőkamrával elsősorban típusvizsgálatok alkalmával végeznek méréseket [15, 16], amelyek során az összehasonlíthatóság érdekében a próbatestek meghatározott méretűek (ablak 123×148 cm, erkélyajtó cca. 100×200 cm) és kialakításúak.

Kapcsolódó cikk(ek):

Homlokzati ablakok és erkélyajtók kiírása 

Légáteresztés, szélállóság és vízzárás

A légáteresztést, szélállóságot és vízzárást elsősorban az ütközések, a vasalat kialakítása, a dekompressziós csatorna víztelenítése, valamint a szárny- és tokszerkezet mechanikai jellemzői befolyásolják. A tulajdonságok összefüggnek és együttesen a nyílászáró „tömítettségéről” árulkodnak.

Ezek a jellemzők a szerkezet különböző hatásokra bekövetkező deformációja miatt azonban nemcsak egymással állnak kapcsolatban, hanem a termékek akusztikai és hőszigetelési jellemzőit is befolyásolják (pl. filtrációs hőveszteség, rések miatti léghanggátlás csökkenés).

1. ábra. Nyílászárók légáteresztési osztályai grafikonon ábrázolva [10 alapján]
A „tömítettséget” jellemző tulajdonságokat hasonló módszerrel [5, 6, 13] vizsgálják: a szerkezetet légzáró módon egy mérőkamrához rögzítik; a jellemzőket előírt nyomáskülönbségeken mérik, majd a mérések alapján történik az osztályba sorolás [10, 11, 12].

Légáteresztés-vizsgálat esetén az átáramló levegő mennyiségét mérik, azaz hogy csukott állapotban mennyire légzáró az ablak. Az átáramló levegőt egységnyi felületre, illetve az ütközések egységnyi réshosszára vetített logaritmikus skálájú grafikonon ábrázolva értékelik. A négy osztály közül a magasabb számú jelöli a jobb légzáró tulajdonságot (1. ábra, 1. táblázat).

Légáteresztési osztály
1.2.3.4.
Legmagasabb vizsgálati nyomás [Pa]150300500600
Referencia-légáteresztés
100 Pa-nál [m3/hm2 vagy m3/hm]
50 vagy 12,5027 vagy 6,759 vagy 2,253 vagy 0,75

1. táblázat. Nyílászárók légáteresztési osztályai táblázatosan [19 alapján] A mért adat azt mutatja, hogy 1 m2-es nyílászáró esetén az adott vizsgálati nyomás mellett, 100 Pa nyomáskülönbség esetén hány m3 levegő jut át 1 óra alatt, ami pl. az 1. osztály esetén 50 m3, míg a 4. osztály esetén 3 m3

A szélállósági vizsgálat során a beépített nyílászárót eltérő nagyságú és időtartamú nyomásnak teszik ki, ami megmutatja, hogy a különböző jellegű szélhatásokra a zárt nyílászáró szárnya milyen mértékben deformálódik és mennyire marad légzáró.

Ehhez mérik a szerkezet behajlását a két legtávolabbi vasalati pont között, és regisztrálják az esetleges sérüléseket. A nyílászáró szélállóságát egy betű (behajlás mértéke) és egy szám (szélterhelési osztály – 2. táblázat) jelöli (3. táblázat). A különböző országokban a vizsgálat során eltérő behajlási mértékeket vesznek figyelembe: A <1/150, B <1/200, C <1/300. Magyarországon a legszigorúbb, a „C” a követelmény. Ugyanolyan szélterhelés mellett a „C” módszer szerint értékelt termékek szélállósága jobb, mint az „A” vagy „B” szerint, azonban eltérő értékű nyílászárók teljesítménye is lehet megegyező, például A4 és C2.

2. táblázat. A szélállósági vizsgálatok során alkalmazott szélnyomás/szélszívás értékek [Pa], ahol Exxx a megadott
nyomásoknál magasabb nyomás esetén végzett egyedi vizsgálat jele, „xxx” az alkalmazott nyomás Pa-ban [13]
A nyílászárókat az alábbi vizsgálati fázisokban vizsgáljak:

  • alakváltozás-vizsgálat P1 nyomásértékek mellett;
  • ciklikus terhelés P2 nyomásértékek mellett (50 ciklus);
  • biztonsági vizsgálat P3 nyomásérték mellett (1x).

Az osztályozás a megengedett relatív behajlási értékek szerint történik (3. táblázat).

3. táblázat. Nyílászárók szélállósági besorolása [12]
Exxx – egyedi szélterhelési osztályban végzett vizsgálat besorolása, ahol „xxx” az alkalmazott nyomás Pa-ban
A vízzárási tulajdonság a nyílászáró csapóeső-állóságát mutatja. Két módszerrel vizsgálják: az „A” vizsgálati módszer során a nyílászárót közvetlenül permetezik vízzel, míg a „B” vizsgálati módszer esetén védett helyzetet (pl. nagy kinyúlású párkány, épületkonzol) utánozva majdnem függőleges permetsugárral terhelik a próbatestet.

4. táblázat. Nyílászárók vízzárása [11]
Exxx – egyedi, 600 Pa-nál nagyobb nyomás mellett végzett vizsgálat besorolása, ahol „xxx” az alkalmazott
nyomás Pa-ban
A vizsgálatok során a nyílászárót 3 bevezető széllökés után 15 percig nyomás nélkül 2 liter/m2×perc vízmennyiséggel esőztetik, majd ezután a nyomás nagyságát 5 percenként meghatározott nyomáslépcsővel emelik. A vizsgálat ideje alatt rögzítik a nyomáskülönbséget, a beázás helyét, a vízbehatolás módját és mértékét. A besorolásnál azt a nyomásértéket kell figyelembe venni, amíg a szerkezet vízzáró, azaz víz nem jut át (4. táblázat).

A nyílászáró vízzárását egy szám és egy betű jelöli (a megkülönböztethetőség kedvéért fordítva, mint a szélállóság esetén). Ugyanolyan nyomás mellett az „A” módszer szerint vizsgált termékek vízzárása jobb (fordítva, mint a szélállóság esetén), illetve különböző nyomás mellett a nagyobb számmal jelölt termékek vízzárása kedvezőbb (például egy 2A vagy 4B osztályt elért termék vízzárása jobb, mint egy 2B).

Hangszigetelés

Homlokzati nyílászárók esetén a hangszigetelést a léghanggátlással jellemzik. A léghanggátlás mérése történhet helyszínen, illetve laboratóriumban. Termékjellemzőként a laboratóriumi értéket, a súlyozott léghanggátlási számot (Rw [dB]) adják meg, de nem szabad elfelejteni, hogy a helyszíni léghanggátlási szám (R’w) a kerülőutak miatt jellemzően kisebb.

A súlyozott léghanggátlási számot befolyásolja a nyílászáró kialakítása: méretei, tömítettsége, a szerkezetben található üregek, rések, az üvegtábla rétegfelépítése, az üveg és a teljes szerkezet tömege, valamint a beépítésének, rögzítésének módja stb.

A nagyobb léghanggátlási szám jobb hangszigetelési képességet jelent. A súlyozott léghanggátlási szám egyetlen adattal jellemez egy frekvenciafüggő mennyiséget, így nem veszi figyelembe a környezetben előforduló zajok sajátosságait. Ezt korrigálja a színképillesztési tényező (C tényező) (5. táblázat).

5. táblázat. Terhelő zajok és hozzájuk kapcsolódó színképillesztési tényezők
2. ábra. Ablakok és erkélyajtók léghanggátlási számának mérése laboratóriumi körülmények között

Súlyozott léghanggátlási szám mérésekor a laboratóriumi vizsgálat során az ablakot két akusztikailag elválasztott, egymással vízszintesen szomszédos mérőhelyiség határolószerkezetébe építik be (2. ábra).

Az adótér felől mesterségesen gerjesztett zajt sugároznak, míg a vevőtérben a hangnyomásszintet mérik. A hangnyomásszint különbséget tercsávonként rögzítik, majd az ebből kialakult görbét a szabvány szerinti vonatkoztatási görbéhez illesztik. Az eltolt helyzetű görbe 500 Hz-hez tartozó értéke a súlyozott léghanggátlási szám (Rw [dB]).

Mechanikai jellemzők

Az eddigi vizsgálatok az ablakokat, erkélyajtókat zárt állapotban jellemzik, azonban a nyitás és zárás során egyéb igénybevételek is fellépnek, melyek elsősorban mechanikai jellegűek. Ezeket eltérő módon vizsgálják. [1, 3, 4] Először a szabályszerű, majd a rendellenes használattal összefüggő igénybevételek okozta hatásokat ellenőrzik.

A működtető, azaz a nyitáshoz és csukáshoz szükséges erő vizsgálata során a kilincs, a zárszerkezet működtetéséhez, a szárnyak mozgatásához szükséges erőt, illetve nyomatékot mérik [1]. A működtető erő nem haladhatja meg a 100 N-t, illetve a 10 Nm-t. Ez olyan erőhatás, amelyet egy gyerek is ki tud fejteni.

Az ismételt nyitással és zárással szembeni ellenállás vizsgálata során a mozdulatot szimuláló gépezettel nyitják és csukják a nyílászárót. A vizsgálatot ablakok és erkélyajtók esetén 5000 (1. osztály), 10 000 (2. osztály) és 20 000 (3. osztály) nyitásciklussal végzik. Ez utóbbi kettő 10 év használatot feltételez. Az elvárás az, hogy az adott nyitásciklus után is akadálymentes maradjon a nyílászáró működtetése, az ütközőhézag 1 mm-nél többet ne változzon, a nyílászáró megtartsa légáteresztési, vízzárási és szélállósági jellemzőit, illetve a zárszerkezet működtetéséhez szükséges erő nem haladhatja meg a 100 N-t illetve a 10 Nm-t.

A mechanikai ellenállósági vizsgálat [1, 3, 4] egyik része a hajlítás- vagy csavarásvizsgálat, amikor a kireteszelt nyílászáró viselkedését határozzák meg a szárny felületére merőlegesen ható erő esetén. Ilyen terhelés léphet fel nyíló, emelkedő, bukó szárny egyik sarkának beszorulása alkalmával az erőltetett nyitás, toló teraszajtónál a szárnynak támaszkodó személy, torlószél vagy a működtető szerkezet erőteljes nyomásának hatására (3. ábra). A függőleges terhelés vizsgálata során a nyitott szárnyra ható függőleges terhelést vizsgálják. Ilyet idézhet elő, ha például ablakmosás során valaki leesik a létráról és rákapaszkodik a szárnyra (3. ábra). A szerkezet teherviselő képessége [17] megfelelő, ha az adott terhelés után a szerkezet működőképes marad.

3. ábra. Mechanikai igénybevételek [1 alapján]
Ezt az értéket az adott terhelőerővel (pl. 350 N – megfelelő) vagy osztályba sorolással (pl. mechanikai szilárdság 4. osztályú) adják meg (6. táblázat).

6. táblázat. Ablakok és erkélyajtók mechanikai ellenállási vizsgálatai és osztályozásuk MSZ EN 14351-1 [19] szerint
a – ha nincs biztonsági szerkezet
b – csak kézi működtetés esetén
A biztonsági szerkezetek (pl. nyitáskorlátozók, működésgátlók, rögzítő szerkezetek) teherbíró képességét vizsgálattal vagy számítással [4, 18] kell igazolni: a nyílászárónak károsodás nélkül (a szárny, a tok és a vasalatok sem károsodhatnak) el kell viselnie, hogy a szárnyat a legkedvezőtlenebb nyitott helyzetben 60 másodpercig 350 N teherrel terhelik.

Az ütésállósági vizsgálat [14] során megadott magasságokból (6. táblázat) elengedett kemény és lágy nehéztestet ütköztetnek a nyílászárónak. Ha nem károsodik a szerkezet, a vizsgálatot teljesíti. Ahol lényeges, a vizsgálatot mindkét oldalról el kell végezni. Biztonsági üveg alkalmazása esetén az üvegezett szerkezeteknek biztonsági szempontból meg kell felelniük az MSZ EN 356:2000 szabvány [2] előírásainak.

A mechanikai igénybevételek vizsgálati módját tekintve összességében megállapítható, hogy jobbnak vagy tartósabbnak tekinthető az a nyílászáró, amely nagyobb igénybevétel mellett teljesíti sikeresen az adott vizsgálatot.

MŰSZAKI JELLEMZŐK A GYAKORLATBAN

A fent leírtak szerint egy adott keretszerkezettel, de különböző üvegezéssel, mérettel, megjelenéssel (tok- és üvegosztók), nyitásmóddal stb. szinte végtelen számú kombinációban állíthatók össze nyílászárók, ezért a gyártók az információs anyagaikban a szabványban [19] meghatározott szabványos méretű és nyitásmódú ablakok, erkélyajtók műszaki jellemzőit adják meg.

A betervezett, egyedi kialakítású konkrét ablak vagy erkélyajtó termékjellemzőit a gyártók jellemzően megrendelés után vagy a szállítással egyidőben adják meg.

Egy konkrét nyílászárógyártó gyakorlata

Az osztrák INTERNORM cég többféle anyagú keretrendszerrel, üvegezéssel és kialakítással gyárt ablakokat és erkélyajtókat a legkülönbözőbb igényeknek megfelelően.

Műszaki jellemzőket ismertető részlet a rendelést követően kibocsátott teljesítménynyilatkozatból

Így információs és marketinganyagaikban nem lehet feltüntetni minden egyes eltérő ablak, erkélyajtó egyedi műszaki jellemzőjét.

A katalógusokban szereplő értékek a szabványban [19] meghatározott (pl. 1230×1980 mm egyszárnyú, illetve 3800×2500 mm fix és tolószárnyból álló emelő-toló ajtó) méretű és felépítésű termékekre vonatkoznak.

A leszállított nyílászáró műszaki jellemzői a termékre ragasztva

A laborvizsgálatokat az ausztriai Traun városában található központjukban kialakított vizsgálati laboratóriumban végzik el a grazi Technische Universität munkatársainak vezetésével. A saját laboratórium nemcsak az előírt vizsgálatok elvégzését teszi lehetővé, hanem a folyamatos fejlesztést, kutatást is megkönnyíti.

Az INTERNORM cég termékei esetén így a vonatkozó műszaki jellemzőket minden esetben az ausztriai központ adja ki. A megrendelt, konkrét termékekre vonatkozó – figyelembe véve azok méretét, nyitásmódját, üvegezését, profilkialakítását és teljes kivitelét – teljesítménynyilatkozatokat számítógépes szoftver készíti a szabványoknak megfelelően, és a rendelés visszaigazolásával együtt automatikusan küldi a viszonteladóknak.

Az előre kiküldött teljesítménynyilatkozaton kívül a kiszállításkor minden egyes termékre felragasztanak egy matricát, amelyen a konkrét termék műszaki jellemzői találhatók.

FAPEDIT: TERMÉKJELLEMZŐK

A tervezők számára fejlesztett, termékkeresést és a műszaki jellemzők egyszerűbb és gyorsabb kiírását segítő, ingyenesen használható FAPEDIT programban is az ablakok és erkélyajtók szabványos méretre vonatkozó jellemzőkkel szerepelnek.

A programot használva így nem egy-egy adott méretű és nyitásmódú konkrét nyílászáró, hanem egy nyílászáró rendszer írható ki (4. ábra).

4. ábra. A FAPEDIT szoftverben a műszaki jellemzők szabványos méretre és nyitásmódra vonatkozva szerepelnek, mint a gyártók ismertető anyagaiban és katalógusaiban is.
5. ábra. A FAPEDIT szoftverben az INTERNORM HF 310 rendszer kiírható szabványos kialakítású ablakként, egy- és kétszárnyú erkélyajtóként

Annak érdekében, hogy ne okozzon félreértést, hogy a kiírt szabványos próbatest és a betervezett konkrét méretű és nyitásmódú termék esetleg eltérő jellemzőkkel rendelkezik, a FAPEDIT minden nyílászáró esetén magyarázó szöveget fűz a kiírási tételekhez (5. ábra).

Bízunk benne, hogy cikksorozatunk előző és jelen cikke alapján egyértelmű, hogy az ablakok, erkélyajtók egy-egy információs anyagában megadott műszaki jellemző milyen tulajdonságot jellemez, mire vonatkozik, valamint az is, hogy ezek az egyes tervfázisokban a teljesítménykiírások során hogyan alkalmazhatók. Azonban felmerül a kérdés, hogy a nyílászárókkal szembeni követelményeket hogyan, mi alapján lehet meghatározni? Hogyan döntsük el, milyen légzárású, szélállóságú, vízzáróságú, hőszigetelő képességű, akusztikai teljesítőképességű stb. terméket írjunk ki? Ezekre a kérdésekre cikksorozatunk befejező részében találhatják meg a válaszokat.

 

Hivatkozások

[1] MSZ EN 107:1992 Ablakok mechanikai vizsgálatai
[2] MSZ EN 356:2000 Építési üveg. Biztonsági üvegezés. Kézi támadással szembeni ellenálló képesség vizsgálata és osztályozása
[3] MSZ EN 947:2000 Nyílóajtók. A függőleges terheléssel szembeni ellenálló képesség meghatározása
[4] MSZ EN 948:1999 Nyílóajtók. Az ellenálló képesség meghatározása statikus csavarással szemben
[5] MSZ EN 1026:2016 Ablakok és ajtók. Légzáróság. Vizsgálati módszer
[6] MSZ EN 1027:2016 Ablakok és ajtók. Vízzáróság. Vizsgálati módszer
[7] MSZ EN ISO 10077-1:2017 Ajtók, ablakok és társított szerkezetek hőtechnikai viselkedése. A hőátbocsátási tényező számítása. 1. rész: Általános előírások
[8] MSZ EN ISO 10077-2:2017 Ajtók, ablakok és társított szerkezetek hőtechnikai viselkedése. A hőátbocsátási tényező számítása. 2. rész: Numerikus módszer tok- és szárnyszerkezetekhez
[9] MSZ EN ISO 10140-2:2011 Akusztika. Épületelemek hangszigetelésének laboratóriumi vizsgálata. 2. rész: A léghangszigetelés vizsgálata
[10] MSZ EN 12207:2017 Ablakok és ajtók. Légzáróság. Osztályba sorolás
[11] MSZ EN 12208:2001 Ajtók és ablakok. Vízzárás. Osztályba sorolás
[12] MSZ EN 12210:2016 Ablakok és ajtók. Szélállóság. Osztályba sorolás
[13] MSZ EN 12211:2001 Ablakok és ajtók. Szélteherrel szembeni ellenállás. Vizsgálati módszer
[14] MSZ EN 13049:2003 Ablakok. Lágy- és nehéztest-ütés. Vizsgálati módszer, biztonsági követelmények és osztályozás
[15] MSZ EN 12412-2:2004 Ajtók, ablakok és társított szerkezetek hőtechnikai viselkedése. A hőátbocsátási tényező meghatározása mérőkamrás eljárással. 2. rész: Tok- és szárnyszerkezetek
[16] MSZ EN ISO 12567-1:2011 Ablakok és ajtók hőtechnikai viselkedése. A hőátbocsátási tényező meghatározása mérőkamrás eljárással. 1. rész: Teljes ajtók és ablakok
[17] MSZ EN 14608:2004 Ablakok. Az ablakszárny síkjában ható statikus terheléssel szembeni ellenállás meghatározása
[18] MSZ EN 14609:2004 Ablakok. A statikus csavarással szembeni ellenállás meghatározása
[19] MSZ EN 14351-1:2006+A2:2017 Ablakok és ajtók. Termékszabvány, teljesítőképességi jellemzők. 1. rész: Ablakok és külső bejárati ajtók
[20] MSZ EN ISO 15186-1:2003 Akusztika. Épületek és épületelemek hangszigetelésének vizsgálata hangintenzitás-méréssel. 1. rész: Laboratóriumi vizsgálatok