Hőszigetelés kivitelezése és kereskedelme garanciával

Hőtechnikai alapfogalmak

Hőáramlás fajtái

Hővezetés:

A hőenergia (legyen az cseppfolyos, gáz, vagy szilárd halmazállapotú) az anyag valamely molekulájáról a másikra terjed, úgy hogy kinetikus energiákat közölnek egymással.

Hőáramlás:

Ez azt lejenti, hogy a gáznemű, vagy folyékony anyagok részei, melyek különböző hőmérsékletüek, külénböző hatások következtében átrendeződnek.

Hősugárzás:

A folyékony, illetve szilárd anyagok mozgási energiájukat elektromágneses sugárzásként elhagyják.

Bármely esetre a fentiek közzől igaz, hogy a melegebb közegtől a hidegebb felé terjednek.

Hővezetés, hővezetési tényező és ellenállás

Az építőiparban hővezetésként nevezett gyűjtőnév, az építőanyagok tekintetében mind a három hőközlési formát jelenti. Erre elegendő egy egyszerű magyarázat:

Ha egy helyiséget télen vizsgálunk, akkor a külső és belső légkör hőmérséklete eltér. Ebből adódóan a felfelület két oldala is más-más hőmérséklettel rendelkezik, illetve az anyag pórusai között is hőmérsékletkülönbség jelentkezik. Ezek természetesen hőáramlással járnak, melyek befolyásolni fogják az adott anyag hővezetését.

Ezen okból kifolyólag valamennyi építőanyag hővezetési képességeit mérésekkel állapítják meg, s hogy mind három eshetőség szerepelhessen, együttesen hővezetési tényezőnek nevezik.

A hővezetési  tényező megadja, hogy adott idő alatt, adott vastagságú felületen, adott hőmérsékletkülénbség hatására milyen hőáram halad át.

Mitől függ a hővezetési tényező?

  • Anyagsűrűség: Minnél nagyobb az anyag sűrűsége, hővezetési tényezője annál nagyobb lesz. A szálas, porózus, tehát kisebb sűrüségű anyagoké kedvezőbb.

Tervezés, méretezés folyamán a beépített anyagok használati módjának hatásait, az ebből adódó hővezetési tényezőket is figyelembe kell venni. Egy és ugyanazon anyag esetében külénbség adódhat tehát, attól függően, hogy hova, és milyen formában építjük be. Ezen adatok korrekcióját képlettel számítják ki.

Hővezetési ellenállás: Ez a tulajdonság nem az adott anyagra utal, hanem egy kész szerkezetre, annak hőszigetelési képességére. Ez azt jelenti, hogy megadja, milyen a hővezetéssel szembeni ellenállása.

A hőmérséklet különbségek okán sűrűségkülénbségek is fellépnek, így a levegő áramlik hőátadás történik, illetve a két levegőréteget határoló felületen sugárzásos hőcsere alakul ki.

Ezeket a hatásokat a levegőréteg egyenértékű hővezetési ellenállásával fejezik ki.

A külső kérnyezet és a levegőréteg közötti kapcsolat alapján több esetet is meg lehet külénböztetni:

  • Nem szellőztetett levegőréteg
  • Gyengén, közepesen szellőztetett,
  • Intenzíven szellőztetett.

Hőátadás, hőátadási tényező és ellenállás

A hőátadás egyik meghatározója a hőáramlás, mely esetén a hőmérsékletet mozgó részecskék továbbítják. Ebben az értelemben mozgási energiát adnak át. A hőenergia átadása a levegőréteg és a szilárd felület találkozási pontjain valósul meg.

Ha a levegő nyugalomban van, nem rendelkezik hőátadási képességgel. A külső épületszerkezetek esetében viszont a szélhatások révén hőátadás alakul ki. Minnél intenzívebb a légmozgás, annál nagyobb a hőátadás is, ebből egyértelműen levonható, hogy a külső falfelület mentén mindig nagyobb a hőátadás.

Ennek mértékét a konektiv hőátadási tényező jellemzi. Ez megadja, hogy a levegő és a szerkezet közötti hőmérséklet különbség hatására, adott idő lefolyása alatt, adott felületen mekkora hőmérséklet adódik át a belső levegőtől a felületre,  vagy pedig a külső levegőtől a külső felületre.

A belső, illetve külső hőátadási tényező értékét a konektív tényező, és a sugárzási tényező össtege adja.

A számítások esetében a hőátadási ellenállásokat, illetve  hőátadási tényezőket veszik figyelembe.

A hőátadási ellenállás a szerkezet ellenállását jelenti a levegő által közölt hőátadás ellen. A hőátadási ellenállás tényezőinek reciproka.

Hőátbocsátás, hőátbocsátási tényező és ellenállás

Az épületelemek minőségét hőtechnikai szempontból a hőátbocsátási tényező jellemzi. Az első lépés mindig az, hogy a teljes szerkezet hővezetési ellenállását megállapítják.  Több réteg esetén a rétegek hővezetési ellenállását összeadják.

Egy adott szerkezet hőátbocsátási tényezője megegyezik a hővezetési, és hőátadási ellenállások összegével.

Egy szerkezet hőátbocsátási tényezője szintén a hőátbocsátási ellenállás reciprokát jelenti. Megadja, hogy mekkora az a hőmennyiség, mely adott idő alatt, adot felületen áramlik át, feltéve, ha a külső és belső levegő különbsége is adott.

Hőáramsűrűgés, hőmérséklet esés

A hőáramsűrűség abban különbözik a fent említett hőátbocsátási tényezőtől, hogy a hőmérséklet különbség nem adott mértékű, hanem egyéb érték.  Ez tehát azt mutatja meg, hogy mennyi az átaramló hőmérséklet, ha egy adott felületen, adott idő alatt, ha a belső és külső hőmérséklet különbség adott.

Transzmissziós és filtrációs hőveszteségek

Egy adott felületű épületszerkezet transzmissziós hővesztesége megállapítható a hőáramsűrűséggel is. Ha egy teljes szerkezet transzmissziós hőveszteségének kiszámítása a cél, akkor  azt a teljes felület és a hőáramsűrűség értékének szorzatával kapják.

A fűtési energia egy részét az úgynevezett filtrációs hőveszteség nyeli el. Filtrációnak nevezik, ha a nyílászárók, beépített épületekelemek peremein, résein, szellőztető rendszerek mentén  légmozgás történik.

Mi ennek az oka?

  • A levegő sűrűségkülönbségéből eredő felhajtó erő.
  • Egy kiegészítő szellőztető működése
  • Szél által keltett torlónyomás
  • Ezek együttes hatása.

Ha egy lakóházat megfigyelünk, levonható a következtetés, hogy ez bonyolult folyamat, hiszen időben és térben változó, ezt tovább bonyolítja a belső tér kialakítása, a szellőztetés milyensége.

Infiltrációnak  nevezik, ha a levegő a külsőtérből az épület belsejébe áramlik. Exfiltrációnak nevezik, ha a levegő az épületből kifelé áramlik.

A filtrációs hőszükséglet tehát az a hőáram, mely az infiltrálódó levegőt a helyiség hőmérsékletére melegíti. Ez hőemelkedéssel is járhat, ha a levegő  az egyik melegebb helyiségből egy másik helységbe infiltrálódik.

Infiltrációról  fűtési ideje alatt beszélünk, illetve akkor, ha a levegő áramlását az épület helyiségei, nyílászárói adják. A levegő áramlását természeti hatások befolyásolják, illetve, ha a helyiségbe jutott levegőt fűtési energia árán melegítjük fel.

A filtrációs légáramlás viszont másrésztől a helyiség szellőztetését is biztosítja. Ami egyúton jó, hiszen a megfelelő belső környezethez szükség van szellőztetésre, illetve az épületelemeknek is szükséges szellőzniük állgavédelmi szempontból. Ugyanis szellőztetés nélkül a páratartalom megnőne, mely épületkárokat idéz elő. (Penészedés, gombásodás, nedves fal.) Másik oldalról viszont a nagy hőcsere jelentős fűtésköltségeket von maga után.  Nem kérdés tehát, hogy a filtrációs légforgalmat szabályozni szükséges. Ez csak jó nyílászáróval, szabályzott szelőztetéssel és elszívórendszerrel érhető el.

A légcsere mértéke előírás,  azaz az elhasznált levegő 50%-át óránként cserélni kell.

Hőhidak, vonalmenti hőátbocsátási tényező

Azokat a helyeket nevezzük hőhidaknak, ahol több dimenziós hőmérséklet elosztás, illetve hőáramlás tapasztalható. A szerkezetekben a hőmérsékletkülönbség okán hőáramlás alakul ki a melegebbtől a hidegebb felé. Az áramlás mindig a kisebb ellenállású közeg felé történik.  A nem egyenletes geometriájú szerkezetek esetén a hőáramok nem egyenletes haladásúak, hanem a kisebb ellenállású pontokon besűrűsödnek.

A léptékben mér hőmérséklet megadja, hogy a szerkezeti pont és a környezet közötti hőmérsékletkülénbség hanyad része a külső és belső hőmérséklet különbségnek.

Minden esetben vannak olyan részei az épülethatároló szerkezeteknek, ahol több diemnziós hőáramlás tapasztalható. Kialakulásuk szerint csoportosíthatóak a hőhidak.

Geometriai hőhidak

Ebben az esetben a fűtött falfelülethez képest a lehülő felület nagy, a falvastagság kétszeresével azonos. Ebből adódóan a hőáram ezen a ponton besűrűsödik, és persze nagyobb, mint más falszakaszokon. Ennek tudható be, hogy a falsarkokban mindig hűvösebb a falfelület, mint a sík szakaszokon.

Nem kérdés tehát, hogy a hőhidak megfelelő szigetelése nagyon fontos. Számos helyen számítani kell a hőhidakra. Leggyakrabban a nyílászáróknál, lábazatoknál, födémek csatlakozásánál, ezek kombinációjánál lehet rájuk számítani. A legveszélyeztetetebb helyek a kinyuló szerkezetek. Általában ezek fokozott hőhídnak számítanak. Ezek szigetelése sok esetben bonyolult, hiszen ezeket körül kell szigetelni.

A hőhidak kellemetlen hatása többek között a hidegsugárzás. Mivel a hideg felületek sugárzásos hővezetést végeznek, az ott tartozkodó emberben hidegérzetet keltenek, ezt pedig általában fűtéssel kompenzálják. Másik kiemelkedő probléma, hogy a hideg felületeken a pára lecsapódik, mely roncsoló hatást gyakorol az épületelemekre, mint gombásodás, penészedés.

Vonalmenti hőátadási tényező

A hőhidak okozta veszteség megállapításához a vonalmenti hőátadási tényezőt számítják.  Ez a számítás a csatlakozási élek tekintetében az adott hőmérséklet különbség melleti hőveszteséget adja meg. A többlethőveszteséget a hőhídhosszúságának és a valós hőmérsékletkülönbségnek szorzata adja.