K ÉTHÉJÚ HOMLOKZATOK

Az energiatakarékosságot célzó megoldások között kiemelt fontosságúak azok, amelyek az épületszerkezetek és az épületgépészeti rendszerek szerkezeti és funkcionális integrálásán alapulnak. Ezek közül egyeseket, mint például a fotovillamos tetőcserepet, a fotovillamos elemekből készült szerelt homlokzatburkolatokat, a tetőhéjalással integrált kollektorokat a sorozat más jegyzetei taglalják. Mi most a kéthéjú homlokzatokat ismer-tetjük.

Valódi kéthéjú homlokzatokról akkor beszélhetünk, ha a homlokzat két héja közötti légréteg az épület légtechnikai rendszerének vagy természetes szellőzési áramútjainak szerves része. Ez többféle célt is szolgálhat, a jellemző célok a következők:

 a hőveszteség csökkentése a távozó levegő hőtartalmának hasznosítása révén;

 a hőterhelés csökkentése nyáron;

 a mögöttes helyiségek szellőzésének serkentése nyáron;

 a mögöttes helyiségek szellőzési hőveszteségének mérséklése a friss levegő előmelegítésével.

A levegő áramlása vagy a légtechnikai rendszer által létrehozott nyomáskülönbség, vagy a felhajtóerő következtében jön létre.

Szerkezeti szempontból a szellőztetett ablaktól a homlokzat egészét betakaró rendsze-rekig számos változat létezik.

Az egyes áramút-változatok energetikai szempontból a következők szerint jellemezhetők:

A levegő a felhajtóerő következtében áramlik. Nyári időszakban a be- és kivezetőnyílások nyitva vannak, az árnyékolószerkezet által elnyelt hőtől a légrésben a levegő

9.2 ábra: Szerkezeti szempontból (mekkora egységekre tagolódik a kéthéjú homlokzat) az ablakmérettől a „szobaméreten át a teljes homlokzatig terjed a választék

Forrás: [28]

9.3 ábra: A légvezetés szempontjából lehetséges változatok 1. külső légfüggöny (nyári hőterhelés csökkentése, gyakori megoldás)

2. belső légfüggöny (hőveszteség mérséklése)

3. kívülről befelé (friss levegő előmelegítése, ritka megoldás) 4. belülről kifelé (hőveszteség mérséklése)

5. zárt (üzemszüneti állapot, semleges egyensúlyi helyzet) 6. nyitott (nem irányítható természetes szellőzés)

9.4 ábra: Külső légfüggöny energiamérlegének sémája

A belülről kifelé való áramút a téli időszakban a transzmissziós hőveszteség mérséklését célozza. Ebben a változatban az áramlás stabilitását a helyiségben a légtechnikai rendszer által biztosított enyhe túlnyomás garantálja. A folyamat lényege a következő: a légrésen át az elhasznált, szennyezett szellőző levegő távozik (szellőzési hőveszteség).

Ez a levegő helyiség-hőmérsékleten lép be a légrésbe, és a két üvegezés között a kilépőnyílásig haladva lehűl – hogy mennyire, az egyebek között attól függ, hogy mekkora légtömegáram halad át a két üvegezés között. A légrésben kialakul egy közepes hőmérséklet (amit egyébként logaritmikus középhőmérsékletként kell számítani). Az egyszerűség kedvéért példa gyanánt vegyünk fel becsült, de reális értékeket (9.5 ábra).

9.5 ábra: Példa belülről kifelé és belső légfüggöny áramutak energiamérlegéhez Ezek után tegyük fel azt a kérdést, hogy mekkora hőáram távozik a helyiségből az üvegezés egységnyi felületén? Figyelem: a szóhasználat lényeges!

A válasz: q = Ub × (20 – 17)! – ennyi távozik: a légrésbe, ami a homlokzat előtt egy mesterséges burkot képez, az épület mintegy a saját kidobott szellőző levegőjében fürdik, ami jóval melegebb, mint a külső levegő.

Természetesen a légrés és a külső tér között is van hőáram, amely a külső üvegezés Uk

hőátbocsátási tényezőjével és a példa szerinti esetben a (17–0) hőmérséklet-különbséggel arányos – de ezt már (a veszteséglistán egyszer már leírt) távozó levegő hőtartalma fedezi.

A példabeli esetben a levegő 15 °C hőmérsékleten távozik. Ennek még jelentős hőtartalma van, amit például hővisszanyerőben lehet hasznosítani. Méginkább ez a helyzet, ha a két üvegezés között (a káprázás megelőzése végett) leeresztett árnyékolószerkezet van, amelynek a sugárzásból elnyelt hőjét a légáram mintegy lemossa. Belső légfüggöny áramútra áttérve a levegő a légrésből a légtechnikai rendszerbe visszavezethető és a maradék hőtartalom hasznosítható (9.6 ábra).

A kívülről befelé áramút régebbi középületek ablaka esetében fordult elő. Ez télen a friss levegő előmelegítésére szolgált. Az előmelegítés forrásai: a belső üvegezésen át érkező hőáram (ami a transzmissziós hőveszteséget növeli, de a szellőzési hőveszteséget csökkenti), az üvegtáblák, valamint a tok- és szárnyszerkezet, továbbá az esetlegesen

nyílások bezárhatók és bezárandók. A nyitott állapot esetén spontán természetes szellőzés alakul ki.

9.6 ábra: Szerelés közben készült felvétel: a télen belső légfüggöny áramúttal működő kéthéjú homlokzat légréséből a légtechnikai rendszerbe jut vissza – az ehhez szükséges

csonkok, csatlakozóágak láthatók Forrás: [33]

9.7 ábra: Szellőztetett ablak sémája Forrás: [28]

9.8 ábra: Szellőztetett ablak (Tartományi Képviselet épülete, Berlin)

Forrás: [28]

A dobozosnak (angol irodalomban juxtaposed) nevezett rendszerben egy egység szintmagasságú, szélességi mérete megegyezik a mögöttes helyiségével – ez az áthallás és a szennyezőanyag-terjedés szempontjából előnyös (9.9 és 9.10 ábra). A szélek határolása üveg, azért, hogy a belső homlokzatból mintegy pofafalként kiálló elválasz-tások árnyékolóhatását elkerüljék, és belülről kitekintve a vizuális kapcsolatot kevésbé korlátozzák. A rendszer bármilyen légvezetési módban használható.

9.9 ábra: A dobozos kéthéjú homlokzat sémája

9.10 ábra: Dobozos, kéthéjú homlokzat (Park Kollonaden, Berlin) Forrás: [28]

A dobozos homlokzat esetén a légréteg mérete sokszor csak 15 cm. Az üvegtáblák tisztítása és az árnyékolószerkezet karbantartása miatt a helyiségből való megközelítés lehetőségét biztosítani kell (9.11 ábra).

9.11 ábra: Tisztítás és karbantartás céljából a hozzáférés lehetőségét biztosítani kell A dobozos rendszer egy változata a kürtős, kéthéjú homlokzat (9.12 ábra). Ebben a kialakításban az egyes szobányi egységekbe a padlószint magasságában lép be a külső levegő és az épület párkánya fölé nyúló kürtőkön keresztül távozik – ezek „fala” is üveg.

Nyilvánvaló, hogy a magasságkülönbség okán jelentősebb felhajtóerő alakul ki – a rendszer külső légfüggöny áramútra alkalmas, és természetesen lehet zárt vagy nyitott állapotban is.

homlokzat ilyenkor napkéményként működik. Természetesen a belépőoldalhoz közelebb tartózkodók vannak előnyösebb helyzetben (9.15 ábra).

9.12 ábra: A kürtős, kéthéjú homlokzat sémája

9.13 ábra: A kürtős rendszerrel a helyiségek szellőztetésére is van lehetőség

9.14 ábra: Kürtős, kéthéjú homlokzat és részlete (ARAG székház, Düsseldorf) Forrás: [28]

9.15 ábra: A szellőztetés serkentése az ellentétes, kéthéjú homlokzatokkal Forrás: [28]

Az egyes dobozok közti elválasztást eltávolítva szintmagasságú, összefüggő folyosószerű, kéthéjú egységekhez jutunk, a szintek közti elválasztást is eltávolítva pedig a teljes homlokzatot betakaró rendszerhez. Ezekben bármelyik áramút lehetséges.

A légrés tisztítás és karbantartás céljából járható, a teljes homlokzatot betakaró rendszer esetén a kezelőjárdák perforációja teszi lehetővé a levegő áramlását (9.17 ábra).

9.16 ábra: Folyosós rendszer sémája Forrás: [28]

9.18 ábra: Járható légrés, perforált kezelőjárdával

A pikkelyes rendszer külső légfüggönyös légvezetésre alkalmas, lehet nyitott állapotban és „majdnem” zárt állapotban. A „majdnem” magyarázata az, hogy a nagyszámú lamella csukott állapotban nem biztosít jó légzárást (9.21 ábra). Ugyanakkor a kisméretű lamellák lehetővé teszik bonyolultabb formák követését (9.22 ábra)

9.19 ábra: Pikkelyes rendszer sémája Forrás: [28]

9.20 ábra: Pikkelyes homlokzat, a lamellák egy része nyitva van

9.21 ábra: A csukott lamellák nem biztosítanak jó légzárást

9.22 ábra: Pikkelyes, kéthéjú homlokzat és részletei, Barcelona