- Részletek
-
2009. február 05. csütörtök, 00:00
-
Passzívház alatt olyan nagymértékben hőszigetelt épületet értünk, amely hagyományos értelemben vett fűtést alig vagy jobb esetben egyáltalán nem igényel. Ám éppen ezek a vastag hőszigetelő rétegek okozzák a szerkezeti részletek és kapcsolatok szintjén a legtöbb megoldandó problémát.
A passzívházak külső falainak hőátbocsátási tényezője kisebb kell, hogy legyen, mint U = 0,15 W/m2K. Ezen követelmény teljesítéséhez egy hagyományos, λ = 0,04 W/m2K hővezetési tényezővel rendelkező hőszigetelő anyagot legalább 26 centiméter vastagságban kell beépíteni!
Ez a jelenség nemcsak a passzívházakat érinti. Az egyre szigorodó energetikai követelmények és a növekvő energiaárak következtében minden új épület tervezésénél, sőt a felújításoknál is egyre terjedelmesebb hőszigetelő rétegvastagságokkal, és nem is olyan régen még extrémnek számító hővédő üvegezésekkel találkozhatunk. A gyártók igyekeznek megfelelni a piac elvárásainak, és nagy lendülettel szállnak versenybe egymással a minél jobb hőszigetelési teljesítménynyel bíró termékek kifejlesztésében. Stratégiájuk, hogy feszegetik a hagyományos építőanyagok fizikai határait. Bár az elért eredmények biztatóak (például EPS-032, PUR-028 stb.), minőségi változást egyelőre nem hordoznak magukban. A hőszigetelés világát olyan anyag vagy rendszer forradalmasíthatja, amelynek teljesítőképessége legalább egy nagyságrenddel nagyobb, mint az eddig ismerteké.
A vákuum a megoldás?
Az egyik legígéretesebb fejlesztési irány a vákuumtechnológia építőipari meghonosításával törekszik egy alapjaiban új hőszigetelési rendszer létrehozására.
A vákuum-hőszigetelés a hűtőszekrény- és a közlekedésieszköz-ipar számára kifejlesztett eljárás, és csupán pár éve áll az építőipar rendelkezésére. Lényeges a vákuumnak mint hővezetést gátló közegnek – mivel hőkonvekció nem lehetséges benne – a különböző hőszigetelő szerkezetekben történő felhasználása. Eddig két fő építőipari alkalmazás jelent meg a piacon: a vákuum-hőszigetelőlemez (a továbbiakban VIP, mint Vacuum Insulation Panel) és a vákuumüvegezés (a továbbiakban VIG, mint Vacuum Insulating Glass).
Mindkét alkalmazás hasonló elven működik. Egy légtömör külső „köpeny” belsejében evakuálás útján léghiányos állapotot, azaz vákuumot hoznak létre. Emiatt a köpenyre kívülről, a létrehozott vákuum mértékétől függő légnyomás nehezedik. Ezen nyomás felvételére a köpeny önmaga általában nem képes, ezért belsejében távolságtartó anyag vagy elemek elhelyezésére van szükség. Ezek a váz belsejében természetesen hőhídakat jelentenek, amelyek a vákuum hőszigetelési képességét jelentősen rontják, illetve korlátozzák.
A VIP
védő réteg nélküli) vákuum-hőszigetelő lemezek 1–5 centiméter vastag, maximum 60 × 100 centiméter méretű táblák. Ezek, az építőiparban széleskörűen alkalmazható panelek két fő alkotórészből állnak. Az egyik egy tábla alakú, alacsony hővezetési képességgel rendelkező maganyag, amely nyomásálló és evakuálható. A másik egy burkoló fólia, amelylyel a maganyagot körbeveszik, majd légmentesen lehegesztik. Az elkészült VIP felépítésében és megjelenésében nagyon hasonlít a vákuumcsomagolt, darált kávéhoz.
A különböző töltőanyagok közül a leghatékonyabb a pirogén kovasavporból préselt tábla. Ezen nanoporózus anyag pórusszerkezete ugyanis azonos nagyságrendben van az atmoszférikus nyomás alatti levegőmolekula méretével. A préselés során a nanogolyók közötti pórusok olyan kicsikké válnak, hogy a levegőmolekulák mozgását jelentősen gátolják. 
Hővezetési tényezője így evakuálás nélkül is kétszer kisebb, mint a hagyományos hőszigetelő anyagoké (λ = 0,019 W/m2K).
A teljes rendszer működésében nagy szerepet játszik a szigetelőfólia, amely a töltőanyagot körbeveszi. Nem csupán a vákuum – a rendszer élettartama alatt történő – megtartását biztosítja, hanem ez a tulajdonképpeni kapcsolat a környezet és a panel között, és így a VIP teljes szerkezetbe történő integrációjáért is felelős.
A felhasznált burkolóanyagok többrétegű fóliarendszerek, amelyek közül az építőipar számára hosszú távú stabilitásuknak köszönhetően az alumínium tartalmú fóliák a legalkalmasabbak.
Az evakuálást és a burkolóköpeny lezárását követően a vákuumpanel elnyeri végső formáját és hővezetési képességét. Az elkészült, átlagosan 5 mbar belső nyomással rendelkező panelek hővezetési tényezője (a felhasznált anyagok függvényében) λ = 0,008 és 0,005 W/m2K közötti.
Ezzel hozzávetőlegesen ötször-nyolcszor jobb hővezetési tényezővel rendelkeznek, mint a hagyományos hőszigetelő anyagok.
A vákuumpanelek jellemző felhasználási területe, amikor kevés hely áll rendelkezésre a hőszigetelés számára. Tipikusan ilyen például az épületfelújítások köre, de ide sorolhatóak például a függönyfalak parapetüvegezései is. Ugyanakkor érthető módon egyre nagyobb teret hódít az „extrém” hőszigetelésű szerkezetek világában és így a passzívház technológiában is.
Fő felhasználási területek az építőiparban:
- padlószerkezetek, pincefödém;
- járható teraszok, lapostetők;
- üveghomlokzatok parapetelemei, külső ajtók töltőanyaga;
- belső oldali hőszigetelések;
- külső oldali homlokzati hőszigetelések, ablakkáva és redőnyszekrények utólagos hőszigetelése.
Az alacsony hővezetési tényező mellett azonban egyéb sajátosságokkal is rendelkezik ez az új építési technológia, amelyek nagyban megkülönböztetik az eddig ismert és „bejáratott” építési rendszerektől. Ilyen például a különleges érzékenység a mechanikai behatásokkal szemben, a nagyfokú előregyártási és méretkoordinációs igény, valamint nem utolsósorban a hőhidak fokozott szerepe és hatása a szerkezet összesített hőszigetelő képességére. Ezen tulajdonságok az eddigiektől alapvetően eltérő gondolkodásmódot és eljárást igényelnek a tervezőtől, a kivitelezőtől, sőt az épületet használótól egyaránt!
A VIP hőszigetelő képessége és tömege a vastagság függvényében (λ = 0,005 W/m2K és Sűrűség = 160 kg/m3)
Vastagság
|
mm |
10 |
15 |
20 |
30 |
40 |
60 |
| U-érték |
W/m2K |
0.46 |
0.32 |
0.24 |
0.16 |
0.12 |
0.08 |
| tömeg |
kg/m2 |
1.6 |
2.4 |
3,2 |
4.8 |
6.4 |
9.6 |
A VIG
A vákuumüvegezés lényege, hogy a hagyományos üvegezések nemesgáz töltését vákuum váltja fel. A kivitelezés persze közel sem ilyen egyszerű. A vákuumüvegezésekben ugyanis nagyon alacsony, 0,001-0,0001 mbar nyomást kell elérni az evakuálás során, a megfelelő hőszigetelő képesség biztosításához. Ezáltal az üvegtáblákra nehezedő hatalmas atmoszférikus nyomást pedig az átlátszóságot nem korlátozó módon, távolságtartó elemekkel kell felvenni. Ezen speciális távtartó elemek finom rasztere (1000 db/m2) – amely csupán közvetlen közelről vehető észre – a VIG egyik fő ismertetőjegye. Fontos különbség még a hagyományos üvegezésekhez képest a mindössze 9–13 milliméteres szerkezeti vastagság és az ezzel járó kis súly. Az alapkonstrukció lényege, hogy két, egyenként 4–6 milliméteres síküvegtábla közül evakuálják a levegőt. Mindkét üvegtábla belső oldala hővisszaverő, úgynevezett low-e bevonattal van előzetesen ellátva, és távolságuk mindössze 0,2–1 milliméter(!).
A szerkezet gyenge pontját az üvegtáblák pereme jelenti, amelyek légtömörségét hoszszú távon biztosítani kell. A peremek lezárásának eddigi leghatékonyabb módja fémlemezek segítségével történik. Bár az üveg-fém, és a fém-fém kapcsolat speciális hegesztőeljárások révén a vákuumtechnológia számára megbízható módon megoldható, ez a fajta kapcsolat mégis nagymértékű hőhidak kialakulásával jár.
Habár elviekben a kétrétegű vákuumüvegezéssel elérhető hőátbocsátási tényező Ug = 0,2 W/m2K, a technológia jelenlegi korlátai miatt a szintén remeknek mondható Ug = 0,5 W/m2K az alsó határ.
A VIG-nek számos variációja létezik, illetve áll fejlesztés alatt a világ vezető üveggyáraiban, és várhatóan 1-2 éven belül válik piacéretté. Reméljük, hogy addig sikerül kifejleszteni a hozzá illő, hasonlóan jó teljesítőképességű keretszerkezetet is.
További feladatok
Fontos megemlíteni, hogy mind ez idáig a vákuumrendszerek beépítése eseti, egyedi megoldásokon alapul. A különböző stratégiákat követő gyártók célkitűzései azonban mind abba az irányba mutatnak, hogy minél hamarabb kiforrott, megbízható alkalmazástechnológia álljon a tervezők és kivitelezők rendelkezésére.
