Hőszigetelés

Hőszigetelés

Az emberi tevékenység energiafelhasználásának körülbelül a felét teszi ki a fűtésre felhasznált energiahordozókból származó hőenergia. A CO² kibocsájtás közel fele az olaj, a szén és a földgáz hőtermelési célú égetéséből került a légkörbe. Ebből az épületfűtésre használt mennyiség csökkentésére a leghatékonyabb rendelkezésre álló megoldás az épületek és szerkezetek hőszigetelése.

A hőszigetelés általános értelemben két eltérő hőmérsékletű tér között létrejövő hőátadás csökkentése, megakadályozása. Ez a célt általában nagy hőellenállású szerkezetek közbeiktatásával lehet elérni.

A hőveszteség lényege, hogy a magasabb hőmérsékletű zárt tér irányából hő áramlik át az alacsonyabb hőmérsékletű tér irányába. Hőszigeteletlen épületek hővesztesége igen jelentős. Huzamosabb emberi tartózkodásra alkalmas építmények esetében a hőveszteség a szigetelés meglététől, hatékonyságától, illetve műszaki állapotától függően meglehetősen eltérő lehet.

Az egyes épülethatároló elemek esetében az arányok általában a következőképpen alakulnak:

• 30–40% a homlokzati falakon keresztül
• 20–30% a magas és lapostetőn keresztül
• 10–25% a nyílászárókon, ablakokon át
• 10–15% a közbenső és talajon fekvő padlón, padlás, árkád és zárófödémen keresztül

Minden anyag rendelkezik valamilyen mértékű hőszigetelő tulajdonsággal, de érzékelhető hatása sokszor csak jelentős vastagság, vagy tömeg esetén kimutatható.

Az építési feladatokhoz elsősorban olyan anyagokat alkalmazunk, amelyek hőszigetelés szempontjából hatékonynak tekinthetőek. A hőszigetelő-képesség meghatározására szolgál az ún. anyag hővezetési tényező, jele: λ, származtatott mértékegysége: W/mK. Minél kisebb egy anyagra érvényes λ érték, annál jobb hőszigetelő tulajdonsággal rendelkezik.

A szigetelőanyag gyártók sokféle alapanyaggal és kémiai keverékkel kísérletezve rájöttek, hogy a hagyományos és természetes anyagok közül a levegőnél jobb hőszigetelés nem létezik.

Hőszigetelő anyagok

Minden anyag rendelkezik valamilyen mértékű hőszigetelő tulajdonsággal, de érzékelhető hatása sokszor csak jelentős vastagság, vagy tömeg esetén kimutatható.

Az építési feladatokhoz elsősorban olyan anyagokat alkalmazunk, amelyek hőszigetelés szempontjából hatékonynak tekinthetőek. A hőszigetelő-képesség meghatározására szolgál az ún. anyag hővezetési tényező, jele: λ, származtatott mértékegysége: W/mK. Minél kisebb egy anyagra érvényes λ érték, annál jobb hőszigetelő tulajdonsággal rendelkezik.

A szigetelőanyag gyártók sokféle alapanyaggal és kémiai keverékkel kísérletezve rájöttek, hogy a hagyományos és természetes anyagok közül a levegőnél jobb hőszigetelés nem létezik. Ezek után a megoldandó kérdés csak az volt, hogy hogyan lehetne megoldani az épületszerkezetek zárt levegőréteggel való betakarását. Vagyis, hogyan lehetséges a levegőt úgy bezárni valamilyen anyagba, hogy a gyártási költségek, és a ráfordított gyártási energia mértéke minimálisak legyenek.

XPS hőszigetelés		Kőzetgyapot hőszigetelés
PIR hőszigetelés		EPS hőszigetelés

A kifejlesztett és leggyakrabban használt anyagtípusok a következők

• Expandált polisztirol hablemez (EPS)
• Grafitadalékos polisztirol hablemez (grafitos EPS)
• Extrudált polisztirol hablemez (XPS)
• Kőzetgyapot (ásványgyapot)
• Poliizocianurát (PIR hab)
• Poliuretán hab (PUR hab)
• Üveggyapot
• Fagyapot lemez
• Fenolgyanta habok
• Üveghabok
• Kevésbé jellemző hőszigetelő anyagok: parafa, gyapot, kókusz, kender, farost, cellulóz alapú anyagok.

Hőszigetelési tényezők

A megfelelő hőszigetelés kiválasztásánál számos tényezőt kell figyelembe venni, hogy a lehető legnagyobb és legoptimálisabb energia-megtakarítás legyen elérhető.

• Páradiffúziós ellenállás
• Vízfelvevő képesség
• Nyomószilárdság
• Tűzállóság
• Időtállóság
• Egészségre gyakorolt hatások
• Felületi egyenetlenségek áthidalása, réskitöltés és toldások

Hőszigetelést leggyakrabban az alábbi épületszerkezetek esetében alkalmazunk

• külső térelhatároló homlokzatok, falszerkezetek, árkádfödémek
• magastetők hőszigetelései belső és külső oldalon elhelyezve
• lapostetők egyenes és fordított rétegrenddel
• padlástéri födémek és talajon fekvő padlók
• közbenső födémek hő és hangszigetelése
• válaszfalak és előtétfalak hő és hangszigetelése
• gépészeti vezetékek, légcsatornák hőszigetelése

Általánosságban elmondható, hogy a gondosan megtervezett, és szakszerűen kivitelezett hőszigetelés mindenképpen behozza a bekerülési költségét, hiszen csökken a fűtési, és manapság már az egyre jellemzőbb hűtési energiára fordított összeg nagysága.

A GUTTA Hungária által forgalmazott termékek közül választva szinte minden hőszigetelési problémára találhatnak alkalmas és gazdaságos megoldást.

További hőszigetelési informácók

Hőhidak

Ilyen problémás csomópont akkor keletkezik, ha az egyébként alacsony hővezető képességű külső épületszerkezeti elemet szükségszerűen magasabb hővezető képességű anyagokkal szakítják meg. Az ilyen hőhidak általában pont vagy vonalszerűen alakulnak ki.

Jellemző hőhíd példák:

• A külső falazaton áthaladó betonoszlop, pillér, vagy betonkoszorú
• Betonfödém alátámasztásai
• Nyílászáró csatlakoztatása a falhoz
• Szigeteletlen ablak-áthidaló, redőnytok
• Szigetelést áttörő szerkezeti elemek, pl. fémből készült rögzítő elemek, kiugró betonerkély
• Ablakpárkány
• Falsíkból kiálló visszahorgonyzott előtető
• Födémáttörések és átvezetések

A hőhidak kialakulhatnak önálló geometriai elemekként, de akár ezek összefonódásaiból is képződhet összetett probléma. A hőhidak leggyakoribb kialakulási oka, kivitelezés technológiai hiba, szerkezetkialakítási pontatlanság, esetleg gondatlan tervezés következménye.

Hőszigetelő anyagok

A kifejlesztett és leggyakrabban használt anyagtípusok a következők:

• Expandált polisztirol hablemez (EPS)
• Grafitos polisztirol hablemez (grafitos EPS)
• Extrudált polisztirol hablemez (XPS)
• Kőzetgyapot (ásványgyapot)
• Üveggyapot
• Poliuretán hab (PUR hab)
• Poliizocianurát (PIR hab)
• Fagyapot lemez
• Fenolgyanta habok
• Üveghabok
• kevésbé jellemző hőszigetelő anyagok: parafa, gyapot, kókusz, kender, farost, cellulóz alapú anyagok...

Az expandált polisztirolhab (EPS) alapanyaga hőre lágyuló polimerizált sztirol, ami habosító anyagból és égéskésleltető adalékból áll. A túlnyomórészt levegőt tartalmazó -kb. 98%- anyag kiváló hőszigetelő képességű, könnyen alakítható, egészségre, környezetre nem jelent veszélyt. Az expandált polisztirol gyártásakor az anyag celláiba zárják be a levegőt. Jelenleg ez tekinthető a piacon kapható legolcsóbb hőszigetelő anyagnak. Alkalmazási korlátként a nedvességre való érzékenysége, korlátozott hő, tűz és vegyszerállósága tekinthető.

A grafitos polisztirol lemez a hozzáadott szénvegyületeknek köszönhetően lényegesen alacsonyabb hővezető képességgel rendelkeznek, mint a hagyományos EPS hab hőszigetelő termék. Előnye, hogy átlagosan λ =0,031-es hőátadású szigetelőképességgel rendelkezik, vagyis a gyakorlatban ugyanolyan hatásfokú hőszigetelés létrehozásához a hagyományos fehér színű polisztirol szigetelő lemezekhez képest kisebb vastagság is elég.

Számos helyen és szerkezetnél egyedüliként ajánlott és alkalmazott szigetelőanyag az extrudált polisztirol (XPS) is. Az expandált (EPS) változattal ellentétben zárt cellaszerkezete miatt, rendkívül csekély a vízfelvétele (0,2–1,0 V/V%). Testsűrűsége és hővezetési tényezője nem jelentősen tér el az EPS-től, de nyomószilárdsága mégis sokszorosa annak. Ezzel az anyaggal, más hőszigetelő anyagokkal nehézkesen, vagy egyáltalán nem megvalósítható szerkezeti megoldásokat készíthetünk. Az XPS habokat általában a közvetlen vízbehatásnak kitett helyeken, mint a fordított rétegrendű lapostetők, vízzel érintkező lábazatok, talajban lévő vízszigetelések külső felületi védelme, valamint az igen nagy terhelésű hőszigetelt födémszerkezetekben, padlókban, zöldtetőknél, parkoló tetőknél, ipari padlókban alkalmazhatjuk. A kétféle polisztirolhab anyag könnyebb megkülönböztetésére az EPS-t mindig fehér, az XPS-t pedig ettől eltérő feltűnő színben gyártják.

A kőzetgyapot és az üveggyapot a rostokon megkötött levegővel hőszigetel. A szálas hőszigetelő anyagok légáteresztő képessége igen jó. Hangszigetelő tulajdonságuk kiemelkedő a többi kis testsűrűségű termék közül. Az egyik legfontosabb tulajdonsága viszont a kiváló tűzállóság. A szálas hőszigetelő anyagok között az üveggyapot a legkeresettebb termékfajta. Mivel könnyű, kiválóan alakítható, nem terheli a szigetelendő felület. Éppen ezért belső, elsősorban tetőtéri szigeteléskor, és könnyű szerelt válaszfalakban ez a leggyakrabban használt anyag.

A poliuretán hab két folyékony komponens reakciójából létrehozott műanyag hab. Széles körben alkalmazzák az építőiparban, például szendvicspanelek kitöltő hőszigetelő rétegeként, nyílászáró tokok illesztésénél, illetve újabban magában az ablakszárnyban is. Tetők vízszigeteléseként és lég és vízzáró egyéb felületképzésként is alkalmazható a szórt poliuretán hab. A hőszigetelő anyagot folyékony halmazállapotban juttatják a szigetelendő felületre, ahol az habosodik, és az összes üreget kitöltve illesztésmentes hőszigetelő réteget hoz létre. Vastagsága 2-3 centimétertől 10-12 centiméterig terjedhet. Kétféle habtípus készíthető, a zárt cellaszerkezetű és a nyitott cellaszerkezetű. A kifejlesztett zárt cellás habok légzárók és vízzárók, valamint lépésállók, a nyitott cellásak ezzel szemben nem.

A poliuretánok egyik fajtája a PIR, mely két alap összetevője a poliol és az izocianát. Az izocianát mennyiségétől függ, hogy PUR vagy PIR hab jön létre. A gyártáskor a végső megszilárdulásig a hab ragadós állagú, ezért ezek a hőszigetelések mindkét oldalukon elhelyezett kasírozással készülnek. Ez lehet üvegfátyol vagy alufólia. Az alufólia kasírozás tovább javítja a hőszigetelési értéket, és páradiffúziós tulajdonságát. A PIR kiváló hőszigetelési paramétereit (hővezetési tényező, =0,022 W/m2K) a cellák belsejébe zárt pentán gáz biztosítja. Az építőiparban jellemzően alkalmazott szigetelőanyagok hővezetési tényező szerinti rangsorolása alapján kijelenthető, hogy a PIR a legjobban teljesítő hőszigetelő anyag. Magas mechanikai szilárdsága lehetővé teszi nagyobb igénybevételnek kitett helyeken történő alkalmazását. Ellenáll a penészesedésnek, gombásodásnak, rágcsálóknak, gyenge savaknak, illetve lúgoknak. Biológiailag, fiziológiailag teljesen semlegesen viselkedik, nem okoz allergiás, bőrirritációs panaszokat. Tűzállósága jobb, mint a többi műanyag lemezes hőszigetelésé. Akár évtizedekig időtálló és alaktartó.

A fagyapot lemezek gyártásakor a faforgács szálakat cementkötéssel kapcsolják egymáshoz. Hőszigetelő képessége körülbelül fele-harmada az ásványi szálas anyagokénak, ám jól vakolható, érdes felületet képez. Emiatt sokszor nem csak önmagában, hanem polisztirol lapok vértezeteként alkalmazzák. A fagyapotot terméktípustól függően belső válaszfalak, homlokzatok, padlók, tetőterek, födémek, álmennyezetek, vagy magas és lapostetők szigetelésére használják. Kaphatók homogén fagyapot táblák, illetve inhomogén rétegszerkezetű termékek is. Az inhomogénok esetében, más hőszigetelő anyagokkal való kombinálással még jobb hatásfokú, több rétegű szigetelés is készíthető.

A fenolhab mesterséges, szerves eredetű, nagy nyomószilárdságú, rideg műanyaghab, amely nagyon kis hővezetési tényezőjű annak köszönhetően, hogy belső szerkezete nagyszámú, zárt pórust tartalmaz. A fenol anyag (régi nevén karbolsav vagy hidroxilsav) jellegzetes illatú, színtelen, kristályos, és szilárd anyag. A hőszigetelő termékek alapanyaga a fenolgyanta, amelyhez habosító anyagként pentánt adagolnak. A fenolgyantát összekeverik a habosítószerrel, és egy térhálósító-habosító eljárással kemény hőszigetelő táblákat készítenek belőle. A kezdetben folyékony habot kétoldali üvegfátyol vagy alumíniumfólia kasírozással látják el.  A tűzállóság fokozása érdekében égésgátló adalékszert is tartalmaz. Fizikai tulajdonságai és felhasználhatósága többnyire megegyezik a poliuretán habokéval. Mindenütt felhasználható, ahol nincs kitéve közvetlen nedvességhatásnak. Különösen alkalmas homlokzatok hőszigetelésére, könnyű szerelt homlokzatok kiegészítő hőszigetelésére, kéthéjú falak maghőszigetelésére, talajon fekvő padlók, zárófödémek és pincefödémek hőszigetelésére, lapostetők hőszigetelésére, szarufák közötti hőszigetelésre. Ragasztással és dűbelezéssel is rögzíthető.

A habüveg újrahasznosított üvegből gyártott, könnyű, formatartó, öregedésnek jelentősen ellenálló hőszigetelő anyag. Tökéletesen zárt cellaszerkezete miatt rendkívüli szilárdságú, teljes mértékben vízálló, nedvességet egyáltalán nem vesz fel, párazáró és nem éghető. Az üveghab tábla előnyös tulajdonságainak köszönhetően számos épületszerkezet hőszigetelésére alkalmazható. Aljzatok, oldalfalak, homlokzatok, padlók és lapostetők hőszigetelésére egyaránt alkalmazható hőszigetelő anyag. Kifejezetten alkalmas talajjal érintkező fal- és padlószerkezetek, nagy terhelésű járható lapostetők, parkolótetők, zöldtetők vagy akár zöldhomlokzatok hőszigetelésére is. Ezenfelül alkalmazható belső oldali párazáró hőszigetelésként. Nagy nyomószilárdságának köszönhetően falazatok alatti teherhordó hőhídmegszakító hőszigetelésként is alkalmazzák. Ipari hőszigetelő és párazáró anyagként való felhasználása is jelentős, ugyanis nagy hőmérséklet-tartományban lehet alkalmazni.

Hőszigetelő anyagok tulajdonságai

A megfelelő hőszigetelés kiválasztásánál számos tényezőt kell figyelembe venni, hogy a lehető legnagyobb és legoptimálisabb energia-megtakarítás legyen elérhető.

Páradiffúziós ellenállás: minél kisebb a termék ellenállási értéke, - azaz minél nagyobb egy anyag páraáteresztő képessége -, annál kedvezőbb a külső burkolatként, vagy réteges szerkezetban való alkalmazhatósága. Ha a hőszigetelés nem engedi át a párát, az épületen belül, vagy akár a szerkezeti rétegek között a páratartalom megnő, ekkor pedig már kisebb hőhidak kialakulásakor is bekövetkezhet nedvesség kicsapódás a hidegebb felületeken.

Vízfelvevő képesség: A hőszigetelő anyag vízfelvevő képességének a lehető legminimálisabbnak kell lennie, mivel a nedvesség magában az anyagban és a falakban, padlóban is komoly szerkezeti károkat okozhat. Tartósan víznyomásnak kitett beépítési helyzetekben a zártcellás termékek biztosítják a legjobb hatásfokot. El-, vagy átnedvesedett hőszigetelés alkalmatlan a funkciójának ellátására, és páratechnikai anomáliákat is okozhat.

Nyomószilárdság: A hőszigetelésnek a homlokzatok és a lábazatok esetében is legtöbbször nagyobb és folyamatosan fennálló tartós terhelésnek kell ellenállnia. Amennyiben a szigetelés nyomószilárdsága nem elég magas, hosszútávon az anyag deformációját okozhatja, mechanikai tulajdonságai romolhatnak. Ennek következtében az illesztéseknél, toldásoknál rések, jönnek létre, így hőhidak alakulhatnak ki, de akár komolyabb szerkezeti károk is bekövetkezhetnek.

Tűzállóság: A hőszigetelő termékeket általában térelhatároló szerkezetekben alkalmazzuk. Ezért kiemelten fontos, hogy a szigetelőanyag lehetőleg tűzálló legyen. Ha a termék csak korlátozott tőzállóságú beépítése komoly tűzbiztonsági kockázatot jelenthet a fokozottan védett terek esetében. A modern hőszigetelő anyagok többsége önkioltó, azaz amennyiben nincs kitéve folyamatos nyílt lángnak, magától nem ég, vagy huzamosabb idő után égve csepeg. A szigetelő műanyag habok általában füstképződésre hajlamosak. A poliuretán anyagok hőre megkeményednek, így tűzállóságuk magasabb. Tűzállósági igény esetén általában csak a vulkáni kő és üveg alapanyagú termékek építhetők be.

Időtállóság: Fontos, hogy az alkalmazandó hőszigetelő anyag fizikai és kémiai tulajdonságai hosszú távon ne változzanak számottevő mértékben. Nem csak az élettartam alatti öregedésnek, de az időjárási és biológiai tényezőknek is ellen kell ezért állnia. Ezek lehetnek például a szélsőséges hőmérséklet ingadozások, UV sugárzások, és akár növényi és állati kártevők.

Egészségre gyakorolt hatások: Bizonyos szigetelőanyagok alkotó vegyületeinek bomlása hosszú távon káros lehet az épületben élők egészségére, ezért fontos tudni, hogy milyen anyagokból és milyen módszerrel készítették az adott hőszigetelést. A beépítéshez alkalmazandó segédanyagok és szerkezetek összeférhetőségét is vizsgálni szükséges.

Felületi egyenetlenségek áthidalása, réskitöltés és toldások: Minél több toldás és rés keletkezik a szigetelt felületen, annál nagyobb az esély újabb hőhidak kialakulására illetve nedvesség bejutására a szigetelőanyagok közé, ami csökkenti a hőszigetelés hatékonyságát. Ebből a szempontból a toldásmentesen, vagy speciális kialakítású kapcsolatokkal rendelkező anyagok a legideálisabbak. Nagyméretű táblás termékekkel is jelentősen csökkenthető a kockázat.

A hőszigetelés kedvező hatása az épület használata során

• Az épület hőigényének elérését biztosító eszközök használatából eredő összesített káros anyag kibocsátás csökkenése.
• A belső terek napszakok közti hőingadozásának csökkentése.
• Az évszakok váltakozásaival és a napi hőingadozással járó, épületszerkezeteket károsító hőterhelések csökkenése.
• Kiegészítő hőszigeteléssel a hőhídak megszüntetése, az esetleges páralecsapódások elkerülése.
• Fűtési energiafelhasználás csökkenésével fenntartható és gazdaságosabb üzemeltetés érhető el.
• Lakókomfort növekedése.

A költségek megtérülése

Általánosságban elmondható, hogy a gondosan megtervezett, és szakszerűen kivitelezett hőszigetelés bizonyos idő elteltével mindenképpen behozza az árát, hiszen csökken a fűtési, és manapság már az egyre jellemzőbb hűtési energiára fordított összeg nagysága. Ugyanakkor a megtérülés ideje az alkalmazott technológiai kiviteltől, bonyolult szerkezeti részletképzésektől, a beépítésre kerülő anyagfajtáktól függően néhány évtől akár évtizedekig is terjedhet.

Vissza a hőszigetelés oldalról a Gutta termékek induló oldalra >