|  | ||||||||
|  | ||||||||
| | ||||||||
| | ||||||||
 |
 |
|
|
|
||
 |
 |
|
||||||||||
Falas épületek, falak
Rendeltetés, követelmények
Csoportosítás, a falazó-elemek fejlődése
Elemes falak
A fal, mint szerkezet
Homogén falak
Nagyelemes falak
Válaszfalak
1. Rendeltetés, követelmények
A falak rendeltetésük szerint:
teherhordó és térhatároló (vastag) falak;
a statikai funkcióban résztvevő, merevítő falak;
kitüntetett szerepű - lépcsőházi, lakáselválasztó, tűzvédő -falak;
térosztó, belső (vékony) falak.
Követelmények:
tartószerkezeti: szilárdság, állékonyság,
épületszerkezeti: hő- és páravédelem, nedvességvédelem, hangvédelem,
tűzvédelem
kiviteli, technológiai;
esztétikai; fenntarthatósági; gazdaságossági.
2. Csoportosítás, a falazó-elemek fejlődése
Célravezető a szerkezeti jelleg és az anyag szerinti csoportosítás.
Elemes falak:
mesterségesen előállított elemekből:
o égetett téglákból
o égetés nélkül készített téglákból
természetes kövekből
vegyes falazatok
Homogén falak:
vályogfalak,
betonfalak.
Nagyelemes falak:
blokkos falak,
falpanelek,
könnyű falelemek.
Válaszfalak:
falazott szerkezettel,
paneles szerkezettel,
szerelt válaszfalak.
3. Elemes falak
Az elemes falak csoportjában
a mesterségesen előállított égetett és égetés nélkül készített elemekből épített,
a természetes kövekből épített, valamint
a vegyes falakat kell tárgyalni.
Mesterséges falazó-elemekből épített falak
Égetett falazó-elemek
Az égetett tégla ősi építőanyag, sok ezer éves múltra tekint vissza, fejlődése ma is tart.
A tömör égetett agyagtégla. Kisméretű tégla.
A fejlesztések célja:
porózus anyag és üreges forma a súly csökkentése, a hőszigetelő tulajdonság javítása érdekében;
méretnövelés a falazási munka hatékonyságának javítása érdekében.
A termékek, tulajdonságaik az 1. táblázaton.
Égetés nélkül készített falazó-elemek
A mészhomoktéglát (6,5/12/25 cm) mész és kvarchomok keverékéből állítják elő és gőznyomás alatt szilárdítják. Alakszabályos, ez látszó falazatoknál előnyös.
A sejtbeton (YTONG: 25/30(37,5)/50 cm) téglák gyártásakor a homok + mész + cement keverékhez alumínium bázisú pórusképző anyagot kevernek, s az elemeket autoklávba szilárdítják.
(Magyarországon gyártottak erőműi pernyéből MÁTRA gázbeton elemeket.)
Falazó-habarcs
A falazó-elemekből habarccsal építenek falakat. A falazó-habarcs homok, kötőanyag és víz keveréke, melynek tulajdonságait adalék- és segédanyagok módosítják. A kötőanyag mész, cement, illetve a kettő előírt arányú keveréke. Az adalékanyag lehet kőpor, pigment, a segédanyag folyósító, pórusképző, tömítő, kötésgyorsító, stb.
A falazó-habarcs szerepe:
az elemek együttdolgozásának megteremtése,
az egyenletes teherátadás feltételeinek garantálása,
a falazat szétnyílásának megakadályozása,
a hővédelem és légzárás biztosítása.
A falazó-elemek és a habarcs minősége egymással összhangban kell, hogy legyen.
Tömör téglafalak építése
(A téma itt a teljesség kedvéért, ismétlésként szerepel, részletesen a Fa, falazott és kőszerkezetek c. előadásban kerül kifejtésre.)
A falazás szabályai:
a fal szabályos kötésben, egyenletes habarcshézagokkal, kitöltött állóhézagokkal (kivéve a nút-féderes blokkokat) épül;
a falazást segédeszközök segítik: rétegosztó léc, zsinór, függő, vízmérték, stb.;
az összefüggő falakat - az egyenletes ülepedés érdekében - azonos ütemben építik;
a falazás megszakítása csorbázattal történik;
Figyelembe kell venni, hogy:
az égetett téglákat elő kell nedvesíteni,
a könnyűbeton elemeket >10 hetes tárolás után lehet beépíteni és nem szabad nedvesíteni;
fagyban -3 C alatt nem lehet falazni, az elkészült falat pedig védeni kell;
Téglakötés szabályai:
a sorok vízszintesek az épület összes falaiban;
a fél téglánál vastagabb falakban a futó- és kötőtéglák soronként váltásban vannak;
állóhézagok nem eshetnek egymás fölé, az eltolás mértéke ¼ vagy ½ tégla;
az egyes rétegekbe a lehető legtöbb kötő- és legkevesebb faragott téglát kell beépíteni;
belső sarokból minden rétegben csak egy állóhézag indulhat ki;
a fal belsejében, hosszirányban nem eshetnek egymás fölé hézagok, mert a fal szétnyílik;
a falvégeket ¾-es téglákkal célszerű indítani, egyik sorban futóként, másikban kötőként, így létrejön az ¼-es hézageltolás.
futó helyzetű ¾-es téglákkal oldják meg a derékszögű falsarkot és a "T" csatlakozást;
kereszteződő falakban a felváltva vezetik át a falakat az állóhézagok ¼-es eltolásával.
A nagyméretű falazóblokkok és sejtbeton elemek falazási szabályait a gyártmányokhoz tartozó alkalmazástechnikai útmutatók rögzítik.
Megjegyzendő, hogy:
a kis elemméretek nagyobb variabilitást engednek, viszont velük az építés munkaigényesebb;
az elem-méretek növekedése a tervezés során megköveteli a méret-rendezést (a funkcionális és az elemméretek .összehangolását);
a különböző méretű elemek összefalazása nehezíti az építést;
a különböző anyagok összefalazása hőtechnnikai problémákhoz vezet.
Természetes kövekből épített falak
(A téma itt a teljesség kedvéért, ismétlésként szerepel, részletesen a Fa, falazott és kőszerkezetek c. előadásban kerül kifejtésre.)
A kő ősrégi, értékes építőanyag.
Eredete: eruptív (vulkáni), szediment (üledékes), metamorf (átalakult) kőzetek különböztethetők meg.
A köveket nagy szilárdság és rossz hőtechnikai tulajdonságok jellemzik.
A belőlük épült szerkezeteket csapadék és talajnedvesség ellen (lefedéssel, szigeteléssel) védeni kell. Savas eső és mohosodás ellen felületi bevonatokat (viasz, fluát, parafin oldatokat, emulziókat) alkalmaznak, ami felület-keményítést is jelent.
A kőfal elemei: szabályos, nagyjából szabályos vagy szabálytalan kövek.
A felületi megmunkálás lehetőségei: durva; fél-durva; egyenletesen megmunkált; sima.
A választás a kő keménységétől, a szerkezet rendeltetésétől, kül-, illetve beltéri helyzetétől függ.
Kőfalak általános építési szabályai:
a kövek a falban természetes fekvésüknek megfelelően helyezkednek el;
a falvégeken, sarkokon vannak a legnagyobb, legszabályosabb kövek;
az elemek csatlakozási pontjaiból legfeljebb három él indulhat ki;
állóhézag maximum két sorban eshet egymás fölé;
az oldal- és állóhézagok eltolása minimum 10 cm;
minden kősor alá ágyazó habarcsréteg kerül;
az alkalmazott habarcs minősége a kő anyagához, a fal helyéhez és igénybevételéhez igazodik;
a habarcsréteg vastagsága maximum 3 cm, az ennél vastagabb rétegeket kőék (siffra) osztja meg.
Kőfalak típusai és a típushoz kötődő építési szabályok:
A réteg nélküli, ciklop-fal a vastag (>60 cm) támfalak, kerítésfalak szerkezete; közel azonos méretű, öt-, hatszög alakú, durván megmunkált felületű kövekből áll, melyek a falba ³10 cm mélységig párhuzamos felületekkel haladnak.
A réteges falak szabálytalan és görgeteg-kövekből épülnek a ciklop-faléhoz hasonló célra és vastagsággal; a gömbölyű kövek a kisebb kövek segítségével épülnek össze.
A kiegyenlítő réteges fal 50-60 cm-es vastagsággal terepépítmények, teraszok céljára, lapos hasadású, durva kövekből épül; magasságilag 80 cm-ként kiegyenlítő sorokkal; erőhatásra kimozduló követ nem tartalmazhat.
A váltósoros fal derékszögű kövekből, ³50 cm-es vastagsággal, főként lábazatok céljára épül; álló hasáb alakú köveket is alkalmaz; van nagyjából szabályos és szabálytalan kövekből épített változata is.
A soros falak a mérnöki létesítmények szerkezetei, szabályos hasáb alakra faragott, fagyálló kövekből épül, a futó- és kötőkövek előírt váltogatásával, változó sormagassággal, de végigmenő fekvő-hézagokkal; az állóhézagok eltolása ³15 cm.
A faragott kőfalak a jelentős középületek (pl. emlékművek), és a nagyon igénybevett mérnöki létesítmények szerkezete (pl. hídpillérek); építése a téglafalaknál elmondottakkal analóg.
Vegyes falazatok
A vegyes falazatok készültek:
tégla- és kősorok összefalazásával.
kőfal tégla bélésfallal
faragott kőburkolatú téglafal.
A vegyes falak első változatánál 2-4 sor tégla és 1-2 sor kő összefalazásával születik meg a falazat.
A második változat a kőfal tégla bélésfallal. Erre hővédelmi okokból kerül sor. A vastag kőfalhoz a vékony tégla bélésfalat annak bekötő téglasorai kapcsolják.
A harmadik változat a faragott kőburkolatú téglafal, egyszerre szolgálja a kővel való takarékoskodást és a hővédelmet. A két fal épülhet egyidejűleg, de készülhet a kőfal a téglafal utólagos burkolataként is. Az együttdolgozást a bekötő kövek biztosítják. Ha a futó és kötő kövek soronként váltakoznak, arányuk 50-50 %-os. Ha soronként minden harmadik kő kötő helyzetű, és ezek egymás fölött eltoltan épülnek be, kő-takarékosabb megoldás születik. Kritikus helyeken szükség lehet fém (régen bronz, később rozsdamentes acél) kötőelemek - kapcsok, villás horgonyok, tüskék - beépítésére.
4. A fal, mint szerkezet
Statikai szempontok
A fal az épület része, így annak más szerkezetivel oksági összefüggésben van, az épülettel szemben támasztott követelményeket azokkal kölcsönös együtthatásában elégíti ki.
Statikai szempontból vizsgálni kell a fal szilárdságát és állékonyságát. Az épület falai e tekintetben:
teherhordó falak melyeknél a függőleges irányú önsúly és födémteher a meghatározó, és a vízszintes irányú erők jelentősége kisebb;
nagy felületű, magas, kevéssé leterhelt falak, melyeknél a vízszintes erők felvételének nagy fontossága van (pl. csarnokok végfalai);
falak, melyeknél a vízszintes erő a domináns (pl. támfalak, aknafalak).
A fal teherbírását meghatározza:
anyaga;
szerkezete;
keresztmetszete, vastagsága és magassága, illetve az e kettő viszonyából adódó karcsúsága;
áttörtsége.
Az állékonyságot a függőleges és vízszintes erők viszonya határozza meg. Lényegében mind a támfalaknál, mind pedig a födémekkel terhelt és merevítő falakkal megtámasztott falaknál a súly és a merevítő szerkezetek elrendezése a meghatározó.
Többszintes épületeknél föntről lefelé a falak igénybevétele nő. Ezt a keresztmetszet növelésével, a fal vastagításával lehet felvenni (régi szabályozások lapjai is tartalmazzák ezeket a szerkesztési szabályokat. Az igénybevételek növekedése bizonyos határokon belül az anyagminőség javításával (nagyobb nyomószilárdságú habarcs, tégla) is követhető.
Nyílásokkal sűrűn áttört falak keresztmetszete lecsökken. Ha a faltest szélességi és vastagsági méretei a 1,5:1 arányt meghaladják a szerkezet neve pillér, ez alatt oszlop.
Koszorú
A falakat a födémek szintjén folytonosan körbefutó, négyszög keresztmetszetű vasbeton szerkezet, a koszorú fogja össze.
A koszorú szerepe:
a terhek egyenletes szétosztása (igénybevétel: függőleges síkú hajlítás);
az összpontosított nyomatékok felvétele (igénybevétel: csavarás);
a vízszintes erők felvétele (igénybevétel: vízszintes síkú hajlítás);
a falak összefogása (igénybevétel: húzás);
áthidalóval egyesítve nyílások kiváltása (igénybevétel: függőleges síkú hajlítás).
A szerkezet kengyelekkel összefogott hosszirányú vasakkal vasalt vasbeton, melyet külső síkján hőszigetelni kell.
A korszerű falas szerkezeti rendszerek (Porotehrm, Ytong, stb.) hőszigetelő koszorúelemeket is kínálnak.
A vasbeton koszorú alkalmazása az 1910-es években vált általánossá. Szerepét ezt megelőzően a felkötővasak látták el.
Nyílásáthidalás
A falnyílásokat kétoldalt a fal, fönt az áthidaló, lent a mellvéd illetve küszöb határolja.
Az áthidaló a nyílás feletti teherhordó szerkezet, mely a fölötte lévő falból és födémből származó terheket a nyílás két oldalát határoló falaknak adja át.
Az áthidalás készülhet boltövként és gerendaként.
Boltövek
A boltövek íves tengelyű síkbeli tartók, melyekben kizárólag nyomófeszültség hat. A ráháruló terheket a boltvállakon át az oldalsó falakra, pillérekre adják át. A boltöv alakja, szelvénye és az oldalnyomás mértéke összefügg. A szerkezet állékonyságát biztosítani kell.
A boltöv jellegzetes alakjai: félköríves, szegmens és egyenes. Teherhárító boltövek.
(E szerkezetekkel részletesen a Fa, falazott és kőszerkezetek c. tárgy foglalkozik.)
Gerenda-áthidalások
A gerendák egyenes tengelyű síkbeli tartók, melyek hajlításra igénybevettek. A ráháruló terhek az oldalsó falakra támaszerőként, nyomófeszültség formájában adódnak át. A méretezésnél az áthidalóra jutó terheket úgy veszik fel, hogy a nyílás fölé egyenlő oldalú háromszöget szerkesztenek, s az ezen belül hatókat veszik figyelembe (a feltámaszkodó födémgerendát koncentrált erőként). Az áthidaló az őt alátámasztó falakra felfekszik. A felfekvés mértékét úgy kell meghatározni, hogy az átadódó erők nagyságából keletkező nyomófeszültség a fal nyomószilárdságát ne haladja meg. Ez tehát összefügg a falazat minőségével.
Az 1910-es évekig acélgerendás áthidalókat alkalmaztak Hőszigetelését gyakran az eléfüggesztett téglasorra bízták.
A vasbeton térhódításával megjelentek a koszorúval egyesített, monolit vasbeton nyílásáthidalások. Ezek az igénybevételnek megfelelő pótvasalást kaptak, hővédelmük a koszorúnál elmondottak szerint történik.
Az építés egyszerűsítését és gyorsítását szolgálják az előregyártott nyílásáthidalók. Az egy. vb. elemeknél a hőszigetelés megoldása nehézkes, a vázkerámiásaknál a vakolhatóság egyszerűbb.
A korszerű falas szerkezeti rendszerek (Poroteherm, Ytong, stb.) rendelkeznek áthidalókkal is.
Hővédelmi szempontok
A külső falak hővédelmi szempontból az alábbiak szerint csoportosíthatók:
homogén falak;
réteges falak
külső oldali hőszigeteléssel;
maghőszigeteléssel;
kéthéjú, hátszellőző légréses falak.
Hőtechnikai szempontból homogén falnak tekinthetők az elemekből falazó-habarccsal összeépített és kétoldalt vakolt falak.
5. Homogén falak
A homogén falakat azonos minőségű anyagból, helyszíni öntőformába történő bedolgozással állítják elő. Fő csoportjai: vályogfalak, betonfalak, (mészkötésű salakfalak).
Vályogfalak
A vályogfalak anyaga: tiszta agyag + homok (szemcsés adalék) + szalma, pelyva (szálas adalék) vizes keveréke. Az adalék mennyisége az agyag minőségétől függ.
A vályogfalak jellemzői:
jelentős térfogatsúly: 1600-2000 kg/m3
éghetetlen;
nyomószilárdsága kicsi: 20-30 N/cm2
erős ( 12 %) zsugorodási hajlam;
gyenge hőszigetelő képesség: az 50 cm vastag fal hőátbocsátási tényezője k=1,28 W/m2,K
a téglafalénál jobb hőtárolás;
a téglafalénál jobb hanggátlás;
nagyfokú nedvesség- és fagyérzékenység.
Gyenge szilárdsági tulajdonságai miatt Magyarországon legfeljebb kétszintes, kis fesztávolságú épületeket építenek vele, az erősen igénybevett részeken téglával kombinálva. A nedvességvédelem érdekében vízálló lábazati falra; vízhatlan szigetelésre, kinyúló eresszel védve építik.
A vályogfalak változatai:
vályogtégla-fal,
vertfal,
rakott-fal,
paticsfal
A vályogfal az elmúlt évtizedekben újjáéledt, mint környezetbarát építési mód. Hátrányos tulajdonságait adalékanyagokkal - például agyagkaviccsal - javítják.
Betonfalak
A monolit kavicsbeton/vasbeton falakat nagy térfogatsúly (2200-2400 kg/m3), tömör szövet, nagy szilárdság, rossz hőszigetelő-képesség jellemzi. Állandó emberi használatra szolgáló terek határolására csak hőszigeteléssel kiegészítve alkalmasak.
A zsaluelemes falak a betonfalak külön csoportját képezik.
A kötésben rakott beton zsalukővel (Silex) - azt vízszintes és függőleges vasalással ellátva és kibetonozva 17-36 cm vastag falak építhetők, elsősorban alépítmények, garázsok, támfalak számára.
Zsaluelem készül cementkötésű, természetes cellulóz-anyagokból, mint a fa, nád, szalma vagy rizshéj (Durisol, Bisol).
Lakóépületek céljaira ajánlanak PS hab zsaluelemeket (EUROMAC), ezeknél a hőszigetelő külső és a belső kérget távtartó vasalat kapcsolja össze.
A könnyűbeton falak készülnek
könnyű adalékkal.
pórusképzővel vagy
egyszemcsés kaviccsal.
6. Nagyelemes falak
Változatai:
Faltömbös építés (kohóhabsalak-beton blokkok, gázbeton blokkok alkalmazásával). Az elemek (félemelet) emeletmagasak, a födémek síkjában futó koszorú fogja össze őket.
Házgyári paneles falak. Belső teherhordó és külső vasbeton felületalkotó kéreg hőszigetelést zár közre. A két kérget rozsdamentes acél kapcsok fogják össze. A probléma a hézagok megfelelő kialakítása.
Könnyű, teherviselő keretes falak.
(Részletesebb tárgyalásukra az Iparosított építésmódok c. előadásnál kerül majd sor.)
7. Válaszfalak
Rendeltetés: A válaszfalak feladata a térosztás és nem a merevítés. Az önhordó falak kivételével a födémet terhelik.
Hatások, követelmények
Statikus és dinamikus igénybevételek hatnak rájuk.
Esetenként különböző légállapotú tereket választanak el egymástól, ez esetben hő- és páravédelmi szempontoknak is meg kell, hogy feleljenek.
Akusztikai követelmények (lakáselválasztó falak, tantermek, hotelszobák, stb.) esetén léghang-gátlásuk meghatározott értéket kell, hogy elérjen.
Épületgépészeti szerelvényezés esetén a vezetékek és berendezések befogadása a feladatuk.
Működési elv: A válaszfalak állékonyságát a szomszédos szerkezetekkel való összekapcsolásuk biztosítja. Könnyű válaszfalak alatt nem kell a födémet megerősíteni.
Szerkezetek csoportosítása
A változatok: falazott; homogén; paneles; szerelt válaszfalak.
Falazott válaszfalak
A fél-tégla vastag, kisméretű téglafalak alkalmazási köre (pince, garázs), falazási módjai, beépítése. Utólagos beépítés esetén önhordó falként épülnek. Válaszfallapokból falazott szerkezetek. Falazás, beépítés, nyílásáthidalások kialakítása. Az épületgépészet szempontjainak kielégítése. A nagyméretű, széles és magas válaszfalak merevítése. (Vakolatmentes válaszfalak: nagyelemes falazott gipsz válaszfalak, vizes helyiségekhez hidrofobizált változatban.)
Homogén válaszfalak
Hagyományosan elsősorban íves, szabálytalan falak építésre alkalmazták őket. Változataik: a cement- és gipsz-rabic (tűzi-horganyzott vasalással) falak. Szerkezeti kialakítás, beépítés. Az önhordó rabicfalakat a merőleges teherhordó falak fölső szélébe bevésett, gerendaként bevasalt szerkezetrészről függesztették le.
Ide tartoznak a belső, vékony vasbeton falak is, melyek pl. tűz- vagy betörésvédelemre szolgálnak.
Paneles válaszfalak
3,0 m-t meg nem haladó belmagasság esetén. Változatok: pórusbeton, üreges gipszperlit, gipszbordás gipszkarton. Alkalmazásuk korlátjai.
Szerelt válaszfalak
A szerelt válaszfalak térhódítása a gipszkarton lemezek széles körű elterjedéséhez köthető. A lemezeket vékonyfalú, tűzi-horganyzott acélvázra - alsó és fölső "U" profilokba 60 cm-ként állított "C" bordákhoz - csavarkötéssel rögzítik. Szerelt válaszfalak építhetők fa bordavázzal is, erre például házilagos kivitelű tetőtéri beépítéseknél kerülhet sor.
Épületfizikai - akusztikai - jellemzés
Válaszfalak egyik legfontosabb jellemzője a léghang-gátlás. Az értékelés a súlyozott léghang-gátlás (Rw) laboratóriumi meghatározásával történik. Lakáselválasztó falakra például Rw = 62 dB esetén a minősítés nagyon jó, ez esetben a hangos rádió a szomszédból nem érthető. 52 dB-nél a normál rádió az idegen lakásból éppen csak hallható, 47 dB-nél a hangos beszéd ugyanonnan már érthető, és 37 dB-nél a normál beszéd is hallható.
A válaszfalak súlyozott léghang-gátlási értékének követelményei a következők. Két lakást elválasztó falra: Rw = 52 dB, ajtó nélküli két szoba közötti falra: Rw=37 dB, három csillagos szálloda szobáinak válaszfalára: Rw=48 dB.
A szerkezetek teljesítményét tekintve: a 27 cm összvastagságú kisméretű téglafal súlyozott léghang-gátlása: 55 dB; a 15 cm-es vasbeton falé 52 dB; a tömegesen épített 6-os és 10-es válaszfal 6 cm-es légréssel szintén 52 dB-t teljesít. Ezek laboratóriumi adatok, az épületen mérhető adatok ezektől elmaradnak, így a felsoroltak közül lakáselválasztó fal céljaira csak az elsőként említett szerkezet alkalmas.
A meglévő szerkezetek léghang-gátlása javítható, ha a hajlításra merev (itt: hajlító hanghullámokra nézve merev) fal elé hajlékony kéreg épül. Például a vakolt fal elé 2cm légréssel épített 6 cm-es lécváz hanglágy kitöltéssel, gipszkarton lemezkéreggel 15 dB hanggátlás-javulást eredményez.
Irodalom:
Gábor L. Épületszerkezettan I. (5-90. old)
Frick, Knöll, Neumann, Weinbrenner: Baukonstuktionslehre 1. (119-243. old.)
Találat: 5045
