Tartalomjegyzék:

• - Nedvesfal, vizesfal és a fűtésköltség
  - Az elektro és magnetokinetikus falszigetelés működési elve
  - Nedvesfal, vizesfal és fűtésköltség

A régen épült házak többségénél hiányzik, vagy már elöregedett a falban lévő "kátránypapír" szigetelés. Ennek következményeképpen sok helyen tapasztalják az épülettulajdonosok, hogy már jelentkeznek a talajpárából eredő vizesedési gondok.

A felszívódó víz oldja a talaj különböző rétegeiben lévő ásványi sókat, és magával viszi azokat a falazatba. A víz a párolgás során a sókat a vakolatba juttatja. Onnan a víz eltávozik és hátrahagy rengeteg ásványi sót.

Miután a sók elveszítik a nedvességtartalmukat kiszáradnak, a száradás során a folyékony halmazállapotból szilárd lesz, ez egy kristályosodási folyamatban zajlik le (mint ahogyan a víz megfagy). A kristályosodás térfogat-növekedéssel jár, és emiatt rendszerint elkezd peregni a vakolat és mállik a fal. A vakolatban feldúsult sóknak van egy rossz tulajdonsága: a levegő páratartalmát megkötik, amit a tulajdonos úgy tapasztal, hogy a vakolat felülete folyamatosan vizes. Ez főleg a téli időszakban intenzív, mert a fal csak befelé, a belső tér felé tud szellőzni és ez is növeli a levegő páratartalmát.

A nedves falak többféle betegség kiváltó okai is lehetnek, pl. reumát, ízületi bántalmakat, asztmát, allergiát okozhatnak. További gondot okoz még, hogy a nedves fal jó hővezető, és a belső levegő hőmérsékletét a falon keresztül kivezeti a szabadba, és ezért a lakástulajdonosoknak számolniuk kell a megemelkedett fűtési költséggel is.

TUDTA  ÖN,  HOGY  A  NEDVES,  VIZES  FAL  ROSSZ  HŐVEZETŐ?

ELŐZMÉNYEK:

A vizsgálati indok az, hogy nyilvánvalóan valamilyen szinten befolyásolhatja egy épület fűtési, üzemeltetési költségeit az, hogy száraz vagy vizes a falazata. A mai energia igények mellett biztosan megtérül egy régi épület teljes körű korszerűsítése. Kérdés viszont hogy eme megtérülést mennyivel ronthatja le az, hogy az érintett épületnek a falalzata vizes, annak hőszigetelése rosszabb?  Továbbá mit jelent, ha csak a falazat kerül kiszárításra?

A kiindulási alapot egy átlagos méretű  kisméretűtéglából épült lakóépület adja.

A kerámiatégla hővezetési tényezőjét a MSZ 18286/2-80 alapján a Pécsi Tudományegyetem  Pollach Mihály Műszaki Karának Anyagtanszékén vizsgálták be száraz és nedves állapotban.

TÁRGYI ÉPÜLET BEMUTATÁSA:

Az épület 1920 körül épült kisvárosi polgárház. Alaprajzi kialakítását tekintve „L”  alakú, tornácos, részben alápincézett.  Szerkezeti kialakítását tekintve az alapozása, pince-, lábazat- és felmenő falazatai kisméretű tömör téglából készültek. Pince padló födémszerkezete egy korábbi felújítás során a tégla padozatról beton szerkezetűre lett cserélve.  Pince feletti födémszerkezete „porosz süveg „rendszerű. A zárófödém fa anyagú alul és felül borított porfödém. Nyílászárói fa anyagú kapcsolt gerébtokos rendszerű szerkezetek. Fűtése jelenleg hagyományos szilárd tüzelésű egyedi fűtőegységekkel.

A KÍSÉRLETI KONCEPCIÓ  ISMERTETÉSE:

A kiindulási alap az volt, hogy adott épület teljes korszerűsítésen esik át, amely a homlokzatok, födémek, padozatok utólagos hőszigeteléséből és nyílászáró cseréből valamint fűtéskorszerűsítésből áll. 
A vizsgálat során kiszámítjuk, hogy az épületkorszerűsítés mennyiben, eredményes abban az esetben, ha vizes az épület falazata, vagy ha száraz, illetve ha nincs korszerűsítés csak a falazatai kerülnek kiszárításra.

A KISÉRLET SORÁN ALKALMAZOTT ADATOK:

Az első és második (I.-II.) esetben a homlokzati falazatokra 8 cm expandált polisztirol hőszigetelés került beépítésre.  
A felső zárófödémre 10 cm ásványgyapot hőszigetelés került.  
A földszinti padló alatti pincefödém tetejére új rétegrenddel 8 cm expert  polisztirol hőszigetelés került beépítésre. 
A homlokzati nyílászárók korszerű fa hőszigetelt üvegezéssel ellátott szerkezetekre lettek kicserélve 1,3 hő átbocsájtási tényezővel.

A harmadik és negyedik (III.-IV.) esetekben az épület korszerűsítetlen marad.

Az első és harmadik (I.-III.) esetben az épület falazata a földszinti padlótól számított 1,5 m magasságig vizes.  
A tégla víztartalma 20,32 %, hővezetési tényezője 1,12 W/m2K

A második és negyedik (II.-IV.) esetben az épület földszinti falazata légszáraz.  
A tégla víztartalma 5 %, hővezetési tényezője 0,58 W/m2K

A VIZSGÁLAT ISMERTETÉSE: A számításokat a 7/2006. TNM számú rendelet alapján készítettük el. 
A vizsgálat során az alábbiak lettek meghatározva:

• A határoló szerkezetek rétegtervi hőátbocsátási tényezői,
• a fűtött és fűtetlen terek közötti határoló szerkezetek rétegtervi hőátbocsátási tényezői
• nyílászárók
• hőhidakból eredő hőveszteségek
• az épület fajlagos hőveszteség tényezője
• a fűtés éves fajlagos hőveszteség tényezője
• az épület nyári túlmelegedési kockázatának vizsgálata
• az épület fűtésének fajlagos primer energia igénye
• az épület hálózati melegvizének fajlagos primer energia igénye
• az épület összesített energetikai jellemzőjének meghatározása

 

A VIZSGÁLATI EREDMÉNYEK ELEMZÉSE KORSZERŰSÍTETT ÉPÜLET ESETÉN:

A két vizsgálat összehasonlítása során megállapítható hogy bár az egész épület korszerűsítve lett a jelenleg általánosan elfogadott korszerűsítési követelményeknek megfelelően, mégis a száraz és vizes falak esetén jelentős különbséget lehet tapasztalni annak ellenére, hogy a vizes falaknál a falazat csak 1,5 m-ig volt vizes.

• HŐSZIGETELT FALAZAT EREDŐ HÖÁTBOCSÁJTÁSI TÉNYEZŐJE (UR)

KÜLÖNBSÉG: 12%

A számításokat tovább folytatva megállapítást nyert, hogy bár az épület fűtéskorszerűsítésen ment keresztül a fűtés éves fajlagos nettó hőenergia igénye közt is jelentős a különbség:

• ÉPÜLET ÉVES NETTÓ FŰTÉSI ENERGIA IGÉNYE (QF)

KÜLÖNBSÉG: 21%

A számítások összegzéséül elmondható  hogy az épület korszerűsítése során, teljes korszerűsítést figyelembe véve jelentős energia takarítható meg a teljes üzemelés (fűtés, világítás, melegvíz előállítás) energia felhasználása esetén is.

• ÉPÜLET ÖSSZESÍTETT ENERGETIKAI JELLEMZŐJE (EP)

KÜLÖNBSÉG: 13%

A fentiekből következik, hogy a hamarosan érvénybe lépő energetikai osztályba sorolásnál a jelenleg elfogadott és alkalmazott teljeskörű korszerűsítésnél is egy minősítési osztálykülönbséget jelent az, hogy a felújításra szánt épületnek száraz, vagy vizes a fala.

ÉPÜLET  ENERGETIKAI MINŐSÍTÉSE „A”-TÓL „I”-IG

ÖSSZEFOGLALÁS:

A fentiek alapján megállapítást nyert, hogy amennyiben egy teljes szigetelési és gépészeti korszerűsítésen átesett épület falazatai  
1,5 m magasságig vizesek, 
a fűtési energia igénye 21%-kal az épület üzemeltetéséhez szükséges teljes energia igénye pedig 13%-kal nagyobb.

A VIZSGÁLATI EREDMÉNYEK ELEMZÉSE, KORSZERŰSÍTETLEN ÉPÜLET ESETÉN:

A két vizsgálat összehasonlítása során megállapítható hogy a különbség pusztán a falazat kiszáradása esetén is jelentős lesz.

HŐSZIGETELT FALAZAT EREDŐ HÖÁTBOCSÁJTÁSI TÉNYEZŐJE (UR)

KÜLÖNBSÉG: 34%

A számításokat tovább folytatva megállapítást nyert, hogy bár az épületnél nem lett utólagos hőszigetelés és fűtéskorszerűsítés végezve, a fűtés  éves fajlagos nettó hőenergia igénye mégis jelentősen csökken:

ÉPÜLET ÉVES NETTÓ FŰTÉSI ENERGIA IGÉNYE (QF)

KÜLÖNBSÉG: 34%

A számítások összegzéséül elmondható  hogy az épület falazatainak kiszárításával is jelentős energia takarítható meg a teljes üzemelés (fűtés, világítás, melegvíz előállítás) energia felhasználása esetén is.

ÉPÜLET  ÖSSZESÍTETT ENERGETIKAI JELLEMZŐJE (EP)

KÜLÖNBSÉG: 28%

A fentiekből következik, hogy a hamarosan érvénybe lépő energetikai osztályba sorolásnál, bár az épületnél nem lesz korszerűsítés végezve, a falazat szárazzá tételével két minősítési osztályt lehet előrelépni

ÉPÜLET  ENERGETIKAI MINŐSÍTÉSE „A”-TÓL „I”-IG

KÖLTSÉG MEGTAKARÍTÁS AZ ÉPÜLET FŰTÉSÉNÉL

Tehát tárgyi épület alaphelyzetben nedves falakkal, korszerűtlen hőszigeteléssel és épületgépészettel a még megengedett energiafelhasználás felé esik: 161%.

Az épület kiszárításával az energiaigény 44%-al csökken

Ha a vizes falú  épület teljes korszerűsítésen esik át, de a falai vizesek maradnak a csökkenés 81%-os már megfelel, de nem éri el a legjobb minősítést így: 80%.

Ha a felújítás a falszárítással is kiegészül, akkor a csökkenés 92%-os és eléri a legkorszerűbb „A” minőségi osztályt  69%.

Forrás:
A  BHI Kft, (Miskolc, Deák Ferenc u 5) megbízásából  készült  a Pécsi Tudományegyetem  Pollák Mihály Műszaki Karának Anyagtanszékén

 

 

AQUAPOL készülék működési elve részletesen

Írta és szerkesztette:
Dr. Orbán József
tanszékvezető főiskolai tanár
PTE Műszaki Kar-Pécs

 

Az elektromágneses vagy ehhez hasonló energiával működő falszigetelési eljárások és falszárító készülékek működési elve, igen gyakran nehezen érthető a műszaki szakem-berek számára, mivel az eljárásokról szóló leírások nem mindig tárják fel a falszárítás hatásmechanizmusát.

Az egyes eljárásokat ismertető korábbi magyarázatok, mint például az AQUAPOL készülék működésének a leírása, elsősorban a Föld gravomágneses teréből való ener-gianyeréssel foglalkoztak. A gravomágneses hullámok hasonlítanak az elektromágneses hullámokhoz - azonban az elektromos hullámkomponens hiányzik, amit egy más szerkezetű gravitációs hullámkomponens pótol. Az ilyen eljárás elfogadását és alkalmazását nehezítette továbbá, hogy a korábban telepített készülékek - az idővel elhangolódott antenna-rendszerük miatt - több esetben hatástalanok voltak, ami bizonytalanságot keltett a műszaki szakemberekben és a felhasználók körében egyaránt.

A gravomágneses energiával történő falszárítás mechanizmusának bonyolultsága ab-ban van, hogy az AQUAPOL készülékek a működéséhez szükséges energiát a Föld gravomágneses erőteréből nyeri, egy speciális antenna-rendszeren keresztül. A tudomány számára, azonban ma még nem teljesen tisztázott a Föld gravomágneses teréből történő energianyerés lehetősége.

Kiegészítő  energiaforrásként térenergiát használhatunk, hogy ezt a rendszert erősítse. Kisérletek bizonyítják ennek az energiának a létezését.

Az elektromágneses falszigetelési eljárások hatásmechanizmusa

Az utólagos falszigetelési eljárások megértéséhez feltétlenül szükség van néhány fizikai-kémiai alapfogalom tisztázására, mivel e nélkül sem a kapilláris rendszerben lejátszódó jelenségek, sem pedig a szigetelési technológiák működési elve nem érthető.

A falszigetelési eljárások működésének elve a szilikátfelület-folyadék kölcsönhatásán alapszik. A nedves talajjal érintkező falazatokban a víz  és a híg sóoldat a kapilláris rendszer hajszál-csöveiben a felületi feszültség hatására felemelkedik. A víz, felületi feszültségét a vízmolekulák közötti kohéziós vonzerők ( γ_v hozzák létre, amelyek a hid-rogénkötés ()γ_vh és a van der Waals-féle dipólus kölcsönhatásból ( γ_vd tevődnek össze.

1. ábra. A vízmolekula szerkezete és a vízmolekulákra ható erők

Hidrogénkötés: A vízmolekulák közötti hidrogénkötés kialakulását az okozza, hogy a nagy elektronegativitású atom (pl. O) a vele kovalens kötésben lévő hidrogén elektronját magához vonzza, amely elektronigényét a szomszédos vízmolekulában lévő oxigén szabad elektronjával elégíti ki.

 

Az építőanyagokat (tégla, kő, beton) a velük érintkező víz benedvesíti. Ennek mértéke függ a víz, felületi feszültségétől és szilikátfelületen fellépő adhéziós erőktől. Az adhéziós nedvesedés során a víz rátapad a szilárd felületre, mivel az adhéziós vonzerő lényegesen nagyobb, mint a vízmolekulák között ható, kohéziós erő.

Adhéziós vonzerő: A falszerkezet anyaga és a vízmolekulák között ható felületeket egyesítő vonzerő, ami elsősorban a szilikátanyagok oxigénje és a vízmolekulák hidro-génje között lép fel, a kohéziós erőkhöz hasonlóan a hidrogénhidas adszorp-cióból és az elektrosztatikus dipól kölcsönhatásából tevődik össze.

 

A szilikát építőanyagok felületén, elsősorban, OH- és O2- ionok vannak, mivel a gyengén polarizálható Si4+ ionok, amelyeknek erős elektromos tere, a felületi energiát sokkal jobban növeli, mint a jól polarizálható O2- ionoké, a felületről behúzódnak.

Ennek következtében a szilikátok felületén relatív töltéstöbblet jelentkezik, azaz olyan elektromos erőtér létesül, amin a (+) ionok és a poláros molekulák adszorbeálódhatnak. Azt is mondhatjuk, hogy az építőanyagok poláris szilikátfelületekkel rendelkeznek, amelyeken a vízmolekulák irányítottan kötődnek meg.

A szilikát-felületekre erősen tapadó vízmolekulák egyre újabb és újabb felületekhez kö-tődve vékony folyadékrétegként felfelé mozognak a kapilláris csőben, a kohéziós erők közvetítésével, magukkal húzva az egész folyadékoszlop vízmolekuláit. Ez a kapilláris szívóhatás. (3. ábra).

 

 

A folyadék felszívódásának magassága (h) elsősorban a kapilláris rendszer átmérőjétől (r) függ. Ha pedig a peremszög J > 90°, akkor "h" értéke negatív és a víz kinyomódik a kapillárisból. Ez a kapilláris depresszió.

3. ábra. A folyadék felemelkedése a kapilláris csőben  

Az eddig ismertetett fizikai jelenségeken alapszik a légpórusos vakolatok falszárítási hatásmechanizmusa, mivel a kis átmérőjű kapilláris rendszer hiánya miatt a vakolat a falban lévő nedvességet nem vezeti ki a felszínre, hanem az már a belső, nagy átmérőjű pórusokból pára formájában távozik. A száraz és sótól mentes felület mindaddig meg-marad, amíg a víz elpárolgási zónája a vakolat mélyebb rétegében van. Természetesen az oldott sók a víz elpárolgásával a pórusokban kikristályosodnak és ezzel, idővel csök-ken a párologtató hatás. Ezt a folyamatot azonban igen hatásosan meg lehet hosszab-bítani a falszerkezet vegyi anyagokkal végzett só átalakító kezelésével és a sókristályok tárolására alkalmas gúzok alkalmazásával.

A vegyi falszigetelési eljárásokkal olyan folyékony anyagokat injektálnak a falba, ame-lyek hatóanyagai a falazó anyagban szétszívódva, annak pórusszerkezetét módosítják. A cementiszapos eljárásoknál a pórusok eltömítődnek és így a kapilláris vízfelszívás megszűnik, míg a szilikon-injektálásos módszernél a hatóanyag a kapillárisok falára ta-padva a J - peremszöget 90° fölé növeli és ezzel a kapilláris emelkedés, süllyedéssé válik, azaz kialakul az un. kapilláris depresszió.

Természetesen a nem megfelelő körültekintéssel (szakértelemmel) végzett folyadék-injektálásoknál, ahol a pórusszerkezetnek csak egy részét sikerül csak eltömíteni, vagy a felületét hatóanyaggal bevonni, fenn áll annak a veszélye, hogy a leszűkített kapilláris rendszerben a vízszint az eredetinél magasabbra emelkedik.

Elektrokinetikus szigetelési eljárások működési elve

Az építőanyag kapilláris rendszerében felszívódó nedvesség a fal felületén elpárolog, aminek hatására folyamatos vízáramlás alakul ki a falszerkezetben. A kapillárisokban áramló nedvesség, mint híg sóoldat, pozitív és negatív töltésű ionokat tartalmaz.

A szilikát építőanyagok kapillárisainak fala erősebben adszorbeálja talajvízben oldott állapotban jelenlevő pozitív (Na+, H3O+) ionokat, mint a negatívokat (Cl-, OH-), ennek következtében az oldat határfelületi zónájában megszűnik az elektromos semlegesség.

A hajszálcsövekben, a kapilláris fal mentén igen lassan áramló folyadék egy molekula

vastagságú (S) rétege - a falhoz való igen erős adhéziós kötődése miatt - rögzített álla-potban marad, ez a "Stern"-féle tapadóréteg. Ennek határán fellépő potenciálesés az elektrokinetikai (x-zéta) potenciál (4. ábra).  

A falhoz tapadó  molekulavastagságú folyadékrétegben pozitív-ion koncentráció jön létre, ami a nedves felületnek pozitív töltéstöbbletet ad. Az elektrokinetikus eljárások ezt a jelenséget hasznosítják a falak szárítására úgy, hogy a külső potenciálkülönbség hatására a folyadék elmozdul, áramolni kezd a kapilláris rendszerben.

A jelenség magyarázata szerint a külső áramforrás hatására a falfelülethez gyengén kötődő (adszorbeálódott) kationok (pl. Na+, H3O+) elmozdulnak a (-) katódpólus irányá-ba, és a molekulák közötti kohéziós- és súrlódó erőknek köszönhetően viszik magukkal a folyadékot is
(5. ábra). Ez az elektroozmotikus vízáramlás, mely során a víz a negatív pólus irányába mozog.

Az elektrokinetikus szigetelési eljárások alkalmasak a falszerkezetek sótalanítására is, azon elv alapján, hogy a falnedvességben oldott nitrátos-, kloridionos- és szulfátos sók ionjai, az egyenáramú elektromos előtérben, a falazatba beépített elektródák felé ván-dorolnak (6. ábra).

- A negatív (katód) elektródához vándorló kationok: Na+, K+, Ca2+, Mg2+ (karbonátosod-nak)

- A pozitív anódhoz vándorló  anionok: Cl-, SO42-, NO3- (sóhidrátot képeznek

A sókoncentráció  csökkenése után a falnedvesség híg oldattá válik és a folyamat elektroozmotikus falszárításként, folytatódik.

A H+ ionok mennyiségét az AQUAPOL készülékkel úgy növelik, hogy a szilikátfelületek-re adszorbeálódott H3O+ hidroxónium ionokból a H+ ionokat kiszabadítják az 1421 MHz frekvencián történő mikrohullámú energiaközléssel. Ez a hidrogénmolekula (H2) alap-frekvenciája és 21 cm-es hullámhossznak felel meg.

 

Falszigetelések és vakolatcsere -->