Hőhidak és a hőkamera

A hőhidak jelenléte az épületekben komoly problémát jelenthet környezetvédelmi és energetikai szempontból, a jelenség azonban sokáig csak bonyolult számításokkal volt kimutatható. Szekér László DLA cikkében nem csak azt szemlélteti, hogyan segíthet ezen a hőkamerák egyre szélesebb körű elterjedése, de azt is bemutatja, hogyan kerülhető el a probléma.

A Porter hipotézis  

A szakirodalom Porter hipotézisként[1] ismeri azt a jelenséget, amikor a szigorú környezetvédelmi előírások innovációhoz, és ezáltal a hatékonyság növekedéséhez, így a versenyképesség erősödéséhez vezetnek. Jó példa erre a jelenségre a következő: Az energiafaló épületek hatékonnyá tétele több évtizede folyik. A szigorítások során egyre inkább előtérbe kerülnek a hőhidak, melyeket ma már vagy számítani, vagy teljesen elkerülni kell ahhoz, hogy el tudjuk érni a követelményeket. Sajnos egyik sem jellemző manapság, kivéve a passzívházas gyakorlatot. A hőhidak teoretikus problémának tűntek a hőkamera megjelenéséig. Manapság már a mobiltelefonokba is kerülhet hőkamera, ami kézzelfogható közelségbe hozza, láthatóvá teszi a hőhidakat – nem csak nekünk, tervezőknek, hanem a megrendelőknek is. Az innováció így segíti elérni az eredetileg kitűzött szabályozási célt.

Mi a hőhídmentesség?

Az építészetben ma már alapkövetelménynek tekinthetjük a hőhídmentes tervezést, mellyel felesleges számításoktól, költségektől és problémáktól tudjuk megkímélni magunkat és ügyfeleinket.   Egy épületburok akkor tekinthető hőhídmentesnek, ha a teljes épületburok megszakításmentesen és megfelelő hőszigeteléssel van ellátva, nincsenek „hidak" melyek kivezetik a hőt az épület belsejéből. Lehetséges ez? Igen, a passzívházak például ezen elv alapján épülnek.

A hőhídmentes kialakítás – a keletkező hőveszteség kisebb vagy egyenlő nullával – következtében a hőhidakon keresztüli hőveszteségek annyira lecsökkenthetők, hogy ezeket nem kell figyelembe venni az energiamérlegben, így megengedhető a hőhíd-hatások figyelmen kívül hagyása. Ezen „ökölszabály" betartása jelentősen egyszerűsítheti a tervezést. A hőhídmentes tervezési elv lehetővé teszi a többdimenziós hőáramszámítás mellőzését! A mai gyakorlatban is mellőzzük a részletes számítást „egyszerűsítés" címen, de helyette nincs olyan „ökölszabály", ami segítene megelőzni a problémákat. Ez az egyik oka annak, hogy az épületeink tényleges teljesítménye jelentősen eltér a tervezettől. Passzívházaknál nincs ilyen teljesítmény szakadék („performance gap").      

Hőhídmentes egy szerkezetet, ha  ɸ ≤ 0,01 W/mK

vagyis a hőhidasság 1% alatt van. Ezt a negatív hőhidak ellensúlyozzák. Ezzel az „ökölszabállyal" a tervezés és a kivitelezés lényegesen könnyebbé válik: a csomóponti részletek jelentős részét csak egyszer kell ellenőrizni, hogy az 1%-os kritérium teljesült-e.

Nézzünk egy példát: a lábazat hőhídmentesen kialakítható megfelelő indítóelemmel és hőszigeteléssel.

A hőhídmentes tervezés nem jár indokolatlanul magas költséggel. Ezt azonban már a tervezés során figyelembe kell venni, mert az elkészült épület későbbi módosításai, bár műszakilag lehetségesek, elfogadhatatlanul költségesek.

Hogyan érhető el a hőhídmentesség?

Az alapelv a következő: a hőszigetelő rétegeket úgy kell megtervezni, hogy a teljes külső épületburok U-értéke folyamatosan 0,1-0,15 W/m2K legyen, a szerkezeti kapcsolatoknál pedig hőhídmegszakító elemeket kell beépíteni.[2] Az ajánlott minimális szigetelési vastagság kb. min. 20 cm. A „hőhídmentes tervezési ökölszabály" célja a csomóponti részletek jelentős javítása. A hőhídmentes alapelv betartása praktikusabb, mint a kevésbé megfelelő csomópontok részletes és költséges kiszámítása és egyedi tervezése, javítgatása.  

3/6
Egy passzívház déli homlokzatának képe egy hideg januári délután. A külső levegő hőmérséklete -4 fok C, az épület „legmelegebb” pontja -2,5 fok C, vagyis az épületburok kiválóan konzerválja a belső hőt, nincsenek hőhidak. Tervező és fotó: Szekér László

A hőhídmentességnek a belső térben is komoly jelentősége van, ugyanis meggátolja a belső felületek lehűlését, ezáltal jelentősen emeli a komfortszintet, jobban bútorozható a belső tér, gazdaságosabb lehet a térkihasználás.

4/6
Erkélyajtó csomópont egy passzívháznál. Nincs radiátor, padlófűtés és meleg a padló! | Ugyanaz a kép hőkamerával. A padló hőmérséklete a nyílászáró mellett 20 C fok! Fotó: Szekér László

Hol lehetnek még hőhidak egy épületen belül? Sajnos rengeteg helyen, de az összes problematikus pont kifejtése meghaladná jelen cikk kereteit. Erre szolgálnának az egyetemi stúdiumok, sajnos nem lehet egy ismeretterjesztő cikk keretében pótolni ezeket a hiányokat. A vasbeton konzolok, vasbeton lemezek, vasalt aljzatok, erkélyek, épületelemek találkozása stb. mind potenciális hőhidak forrása, melyek utólagos javítása szinte lehetetlen. A probléma a hőkamerák elterjedésével egyre inkább látható lesz, és nem, vagy nehezen javítható utólag, ezért célszerű inkább megelőzni a problémákat.

5/6
Valahol Budapesten, egy épülő társasház részlete. Január 12., -2 fok. A narancsárga elszíneződések a vasbeton teraszok óriási hőhídjait jelzik. Nem hidakon, hanem autósztrádán vezetik ki a meleget a házból. Fotó: Szekér László

Óriási pazarlás és felelőtlen környezetszennyezés az utcát fűteni. Tervezzünk hőhídmentesen!

Szekér László DLA

[1] A Porter-hipotézis szerint a szigorú környezetvédelmi előírások hatékonyságot indukálhatnak, és ösztönözhetik a kereskedelmi versenyképesség javítását elősegítő innovációkat. A hipotézist Michael Porter közgazdász fogalmazta meg egy 1995-ös cikkében. A hipotézis azt sugallja, hogy a szigorú környezeti szabályozás elindítja a tisztább technológiák és a környezeti fejlesztések felfedezését és bevezetését, vagyis az innovációs hatást, hatékonyabbá téve a gyártási folyamatokat és termékeket. Az elérhető költségmegtakarítás elegendő ahhoz, hogy túlkompenzálja mind az új szabályozásoknak közvetlenül tulajdonított megfelelőségi, mind az innovációs költségeket.

[2] Egyedi számítást és méretezést igényel, melyre praktikusan használható pl. a PHPP tervező szoftver.

Szerk.: Hulesch Máté