Épületfizika

Még idén megszületik az európai normákat követő új hazai épületenergetikai szabályozás. Az Európai Bizottság 2002/91-es irányelve, a Direktíva szerint a tagállamoknak 2006. január 4-én olyan új nemzeti épületenergetikai szabályozást kell életbe léptetniük, amely az épületekre és azok valamennyi gépészeti rendszerére (fűtés, melegvíz-ellátás, hűtés, világítás) kiterjed.

A szabályozás nem tartalmaz konkrét követelményértékeket: valamennyi tagállamnak megvan a lehetősége arra, hogy azokat saját maga határozza meg az ország viszonyaihoz – például a külső és használati éghajlati tényezőkhöz, az építési hagyományokkal és lehetőségekkel összefüggő adatokhoz igazítva.
Az épülethatároló szerkezetek fokozott hőszigetelésének igénye az integrált energiamérleg alapján a teljes épületre vonatkozó energetikai követelmény teljesítésekor jelentkezik, és függ az építészeti és épületszerkezeti tényezőktől (pl. a lehűlő összfelület/fűtött légtérfogat aránya, az épület tömegformálása, az épülethatároló szerkezetek és hőhidak fajtája, hőszigetelésük módja és mértéke, stb.), valamint az épületgépészeti tényezőktől (fűtési, hűtési, világítási és melegvíz-termelési energiafogyasztás). Ezen belül az épülethatároló szerkezetek hőveszteségeinek megengedett (maximális) értékeire nézve meglehetősen szigorú követelményekre lehet számítani.

Lejtést adó réteg		Hőátbocsátási tényező U (W/m2K)
		Hőszigetelő réteg vastagsága, cm
anyaga	átlagos vastagsága cm	10	12	14	16	18
Kavicsbeton (λ = 1,28 W/mK)	10 - 14	0,34	0,29	0,25	0,22	0,20
Könnyűbeton (λ = 0,10 W/mK)	10	0,26	0,23	0,21	0,19	0,17
	14	0,24	0,21	0,19	0,18	0,16
Lejtésbe szabott expandált polisztirolhab táblák                          (λ = 0,04 W/mK)	7	0,22	0,20	0,18	0,17	0,15
	9	0,20	0,18	0,17	0,15	0,14
	11	0,18	0,17	0,15	0,14	0,13

1. ábrán mutatom be, hogy hol tartunk most: a diagramok az épülethatároló szerkezetek átlagos hőátbocsátási tényezőjének követelményértékeit szemléltetik a jelenlegi magyar és cseh szabvány, valamint az egyik német energiatakarékossági rendelet követelményrendszerei szerint, az épületek lehűlő összfelület/fűtött légtérfogat aránya (∑A/V) szerint differenciálva.Ha feltételezzük, hogy az új hazai szabályozás a bemutatott külföldi példákhoz hasonló szigorúságú lesz, akkor az épületek jelentős hányadánál (∑A/V=0,5…0,9) az átlagos hőátbocsátási tényező követelményértéke U_mf=0,45…0,55 W/m²K közöttire adódik. Ha figyelembe vesszük, hogy az átlagértékekbe a homlokzati nyílászáró szerkezetek – még a szoláris hőnyereséget is számításba véve – magasabb névleges hőátbocsátási tényezői is belejátszanak, nyilvánvaló igény, hogy a többi épülethatároló szerkezet tényezője az átlagértéknél (esetenként jóval) alacsonyabb legyen.
Ha az épülethatároló szerkezetek közül a lapostetőket vizsgáljuk, feltehető, hogy az épületenergetikai követelményt az esetek többségében csak 0,20 – 0,25 W/m²K hőátbocsátási tényezőjű, vagy – kedvezőtlen esetekben – 0,20 W/m²K-nél kisebb hőátbocsátási tényezőjű lapostetőkkel tudjuk majd kielégíteni. Különösen igaz ez olyan épületeknél, amelyek „épületgépészeti” energiafogyasztása, vagy a lapostetők felületaránya különösen nagy, vagyis az épületenergetikai követelmény teljesítéséhez fokozott mértékű hőszigetelés szükséges.Csupán példaként: a cseh szabvány szerint a lapostetőkre előírt követelményérték U=0,24W/m²K, a javasolt érték pedig U=0,16 W/m²K (!).
A táblázatokban azt kívánom bemutatni, hogy a nem hasznosított („nem járható”) lapostetők két gyakran alkalmazott rétegfelépítési módszere esetében a hőszigetelő réteg(ek) milyen vastagsága felelhet majd meg az új követelményeknek.
Az U értékek természetesen csak a tetők „általános”, megszakítatlan és szerkezeti hőhidaktól mentes szakaszaira vonatkoznak.

Az 1. számú táblázatból kiolvasható, hogy a lejtést adó réteg anyaga jelentősen befolyásolja a szerkezet átlagos hőátbocsátási tényezőjének alakulását:

• kavicsbeton esetén legalább  vastagságú extrudált polisztirolhab lemez hőszigetelés szükséges az U_max=0,20 W/m²K hőátbocsátási tényezőjű szerkezet készítéséhez.
• ugyanehhez könnyűbeton (pl. habcement, polisztirol habgyöngy adalékos beton stb.) esetén már 14-16 cm vastagságú extrudált polisztirolhab lemez hőszigetelés is elegendő lehet, míg
• a csapadékvíz szigetelés alatt beépített, lejtésbe szabott expandált polisztirolhab táblákból készített réteg (egyben kiegészítő hőszigetelés) esetén már 10 cm vastag XPS hőszigetelés is megfelelhet, de a hőszigetelő rétegek összvastagsága így is 19-21 centiméter

Utóbbi esetekben természetesen ellenőrizni kell a szerkezetet nedvességtechnikai („páradiffúziós”) szempontból, mert – a teherhordó szerkezet fajtájától is függően – fenyegethet a szerkezeten belüli párakicsapódás veszélye. Mivel a lejtést adó réteg átlagos vastagsága a csapadékvíz szigetelés anyagától (minimális lejtés) és a vízelvezetési utak hosszúságától függ (vagyis nem csökkenthető), ilyenkor vagy az XPS réteg vastagságnövelése, vagyis a tartószerkezet feletti (műszaki szempontból elvileg indokolatlan) párazáró réteg beépítése lehet eredményes. Még ez a megoldás is elfogadható és előnyös lehet, hiszen így nem viszünk a szerkezetbe „építési” nedvességet és a párazáró réteg ideiglenes csapadékvíz szigetelésként biztosíthatja az épület védelmét a tetőszigetelés elkészültéig, ugyanakkor megőrizzük a csapadékvíz szigetelés felett beépített hőszigeteléssel készített tetőszerkezet elvitathatatlan előnyeit.

Lejtést adó réteg		Hőátbocsátási tényező U (W/m2K)
		Hőszigetelő réteg vastagsága, cm
megnevezése	átlagos vastagsága cm	6	8	10	12	14
Lejtésbe szabott lépésálló hőszigetelő táblák	7	0,28	0,25	0,22	0,20	0,18
	9	0,25	0,22	0,20	0,18	0,17
	11	0,22	0,20	0,18	0,17	0,16
	13	0,20	0,18	0,17	0,15	0,14
Hőszigetelő anyagok számításba vett hővezetési tényezője: λ = 0,04 W/mK

2. számú táblázat bármely sorában egyszerű összeadással kiszámítható, hogy a 0,20W/m²K hőátbocsátási tényező követelményérték csak legalább 19 cm vastagságú hőszigetelő réteg beépítésével teljesíthető. Ha figyelembe vesszük, hogy manapság mindennapos az ilyen lapostetők építése 10-12 cm vastagságú hőszigetelő réteggel, belátható, hogy az új szabályozás minőségi ugrást jelent majd. Ugyanakkor a fokozott hőszigetelés veszélyeket is rejt: sokkal jobban kell majd ügyelni a tetők „gyenge” pontjaira, azaz a szerkezeti hőhidak hőszigetelésére. Ez igen gondos szerkezettervezői tevékenységet kíván, az átgondolt, minden részletre kiterjedő kiviteli tervek jelentősége megnő.

Következtetések:

A szakmának fel kell készülnie arra, hogy a lapostetők hőszigetelő rétegének vastagsági mérete a manapság járatos 10-12 cm-ről akár 18-20 cm-re ugrik majd, ha teljesíteni akarjuk az épületenergetikai követelményt és ez esetenként a szerkezetek kialakításában, a tervező és a kivitelező munkájában is változást okoz.
Az épületenergetikai követelmények nyilvánvalóan nemcsak a hőszigetelés vastagságnövelése terén igényelnek szemléletváltást. Szükséges az is, hogy a tervezők ne csak épülethatároló szerkezetekben, hanem az épület integrált energiamérlegében is gondolkozzanak.
Ezúttal is felmerül a legsúlyosabb kérdés: vajon ki fogja betartani, ellenőrizni az új épületenergetikai követelmények teljesülését a tervekben és a tervezettek megvalósításában? E nélkül minden szabályozás csak írott malaszt, amint azt számos 2004. évi tervezési és kivitelezési példa ékesen és sajnálatosan bizonyítja.