A hőátbocsátási tényező megértése és kiszámítása
A hőátbocsátási tényező elkerülhetetlen fogalom azok számára, akik építkezés vagy lakásfelújítás előtt állnak. De mit jelent pontosan és miért olyan fontos a környezet- és pénztárcabarát, energiahatékony épületekhez? Cikkünkben részletesen bemutatjuk a hőátbocsátási tényező jelentését, számítását és a vonatkozó követelményeket.
Mi a hőátbocsátási tényező?
A „hőátbocsátási tényező” kifejezés elsőre talán úgy hangzik, mintha csak mérnökök és energetikusok használnák, pedig minden otthonfelújítónak és építkezésbe kezdőnek érdemes értenie. Ez az érték mondja meg, hogy egy fal, tető vagy padló mennyire engedi át a hőt, vagyis milyen gyorsan hűl ki egy helyiség. Ha tisztában vagyunk vele, sokkal tudatosabban döntünk arról, milyen vastag és milyen minőségű szigetelést válasszunk.
A hőátbocsátási tényező, vagy más néven U-érték, azt mutatja meg, hogy egy adott szerkezet - például fal, tető, nyílászáró vagy padló - 1 négyzetméteren keresztül mennyi hőt enged át akkor, ha a két oldala között 1 Celsius-fok hőmérsékletkülönbség van. A hőátbocsátási tényező fogalma azt mutatja meg, hogy ha egy fal külső és belső oldala közötti légtér hőmérsékletkülönbsége 1 fok lenne, akkor mennyi hő áramolna át 1 m2-es felületen a melegebb oldalról a hidegebb oldalra egy másodperc alatt. A hőátbocsátási tényező mértékegysége W/m2K. Minél nagyobb az értéke, annál nagyobb a meleg oldal hővesztesége, annál több energia áramlik át a falon. Vagyis annál nagyobb a hőveszteség a meleg oldalon. A hőveszteség áramlási sebessége a hőátbocsátási tényező.
A Szegedi Tudományegyetem meghatározása szerint, a hőátbocsátás jelentése következő: „Ha a két közeg között a hőátvitel úgy valósul meg, hogy közöttük szilárd fal van, a hőnek a falon és a fal két oldalán elhelyezkedő határrétegen is át kell hatolnia. Az ilyen kétoldali hőátadásból és egy- vagy többrétegű falon át történő hővezetésből álló komplex folyamatot nevezzük a hőátbocsátásnak.”
A hőátbocsátási tényezőt U betűvel jelölik, emiatt gyakran hívják U-számnak is. A hőátbocsátási tényező szakmai jele az "U" érték, régi magyar jele a "K" érték (ezt már nem használjuk). Mértékegysége: W/m²K {watt-per-négyzetméter-kelvin}. Jogszabályi definíciója: A rétegtervi hőátbocsátási tényező (U) a szerkezet általános helyen vett metszetére számított vagy a termék egészére, a minősítési iratban megadott [W/(m²K) mértékegységű] jellemző, amely tartalmazza nem homogén szerkezetek esetén a szerkezeten belül, jellemzően előforduló átlagos mennyiségben figyelembe vett pontszerű (rögzítési rendszerek, konzolok, csavarok, átkötővasak stb. által okozott) és vonalmenti (vázszerkezetek, hézagok, panelcsatlakozások stb. által okozott) hőhidak hatását is.
A hőátbocsátási tényező megértése sokat segít abban, hogy jó döntést hozzunk szigeteléskor vagy építkezéskor. Ha kisebb az U érték, kisebb az eltávozó energia, tehát jobban szigetel a szerkezet.
Miért fontos a hőveszteség minimalizálása?
A hőátbocsátási tényező jelentősége ott kezd igazán látszani, amikor megérkeznek a téli fűtésszámlák, vagy éppen nyáron próbáljuk hűteni a lakást. Egy rosszul szigetelt házban a falak hővesztesége folyamatos hidegérzetet okoz. Ez azt jelenti, hogy 22 °C-on is fázhatunk, mert a falak 15-16 °C-os felülete negatívan befolyásolja a hőérzetet.
Értelemszerűen az alacsonyabb hőátbocsátási tényezővel rendelkező anyagok szigetelőképessége jobb, amely hozzájárul a hőveszteség csökkentéséhez. Számos ok szól amellett, hogy az építőanyag kiválasztáskor a kedvezőbb hőátbocsátási tényezővel rendelkező terméket válasszuk:
- A hőveszteség csökkentésével minimalizálhatjuk ökológiai lábnyomunkat, hiszen csökken a fűtésre és hűtésre fordított energia mennyisége.
- A kedvezőbb energiafelhasználás következtében jelentős összeget - nagyobb alapterületű magánlakások esetén akár évi többszázezer forintot - takaríthatunk meg. Így belátható időn belül megtérül a magasabb költségű építőanyag miatti extra pénzbeli ráfordítás.
- A korszerű szigetelés növeli az ingatlan eladási értékét, így a befektetés nem csupán az alacsonyabb fűtési költségeknél térül meg.
- A hőveszteség redukálásával növelhető az ingatlan hasznos élettartama, hiszen a hőhidak fokozott amortizációhoz vezethetnek.
A hőveszteség mindig a meleg oldalon van, ezért télen a meleg a fűtött lakótérből az utca felé áramlik, nyáron viszont a kinti kánikulai forróság áramlik át a falakon a lakásba. A hő mozgásának útját álló szigetelés tehát a meleg levegő meleg oldalon tartását segíti. Emellett figyelembe véve azt, hogy a meleg elsősorban fefelé terjed, az épületszerkezetek hőszigetelésének egységes javítására érdemes törekednie. Ugyanis a meleg levegő a terjedési irányán túl mindig azon az épületrészen szökik meg a leginkább, amelynek a leggyengébb a hőszigetelése. Vagyis a leggyengébb hőszigetelést biztosító szerkezeten a legnagyobb a hőveszteség.
Hővezetési tényező, hőellenállás és hőhíd
A falazó anyagok különböző módon vezetik a hőt, ezeknek a mérőszáma a hővezetési tényező, amely egy anyagi állandó. Ebből számoljuk a hőátbocsátási tényezőt, amelynél figyelembe vesszük az anyagok hővetezési tényezőjét és a vastagságot.
A hővezetési tényezőt a görög λ jellel jelölik, emiatt gyakran hívják lambda-értéknek vagy lambda-számnak is. Az mutatja meg, hogy az adott anyag 1 méter vastag, 1 négyzetméteres felületén 1 másodperc alatt mekkora hőmennyiség jut át, ha a külső és belső hőmérséklet között 1 fok az eltérés. A mértékegysége W/m*K. A lambda értéke azt mutatja, hogy az adott anyag mennyire jól vezeti a hőt. Minél kisebb a lambda, annál jobb hőszigetelő az anyag.
A hőellenállást az R betűvel jelölik, emiatt gyakran hívják R-értéknek. Azt mutatja meg, hogy az adott anyag mekkora ellenállást mutat a rajta átáramló hővel szemben. Értéke függ az anyag vastagságától (d) és hővezetési tényezőjétől (λ). Kiszámítása: R = d / λ , mértékegysége m2*K/W. A hőellenállás a hőátbocsátási tényező (U) reciproka.
A hőhíd olyan felület a falakon, a padlón vagy födémen, ahol elszökik a hő. Kialakulásának oka rendszerint a nem megfelelő hőszigetelés, az olyan részeken, ahol valamilyen oknál fogva hiányos a szigetelés, hőhíd jelenik meg. A hőhíd egy olyan szerkezeti rész, ahol nincs elég szigetelés vagy megszakad a hőszigetelő réteg.
Hogyan számoljuk ki a hőátbocsátási tényezőt?
A hőátbocsátási tényezőt rengeteg faktor befolyásolja. A hőátbocsátási tényezőt (U) a hőellenállás (R) reciproka. Kiszámítása: U = 1 / R, mértékegysége W/m2*K.
A veszteség mértéke könnyen kiszámolható akár papíron is, az egyszerűség kedvéért azonban érdemes egy táblázatkezelő szoftvert használni. A saját készítésű hőátbocsátási tényező kalkulátor segítségével másodpercek alatt határozhatjuk meg a veszteség mértékét és a felmerülő extra költségeket. Következzenek a számítás lépései!
- Elsőként szükséges a falak teljes területének meghatározása. Ehhez csupán össze kell szorozni a szoba hosszát, szélességét és belmagasságát. A példában szereplő szoba esetén: 6×7 méter, illetve 3 méter belmagassággal számolunk. A példában szereplő szoba esetén a teljes falméret = (2*6+2*7)*3= 78 m2
- Tételezzük fel, hogy a fal esetén a hőátbocsátási tényező 1 W/m2K, a beltéri hőmérséklet 20 °C, míg a kültéri hőmérséklet 5 °C. Ez esetben 15 Watt / négyzetméter távozik a falakon keresztül.
- Az utolsó lépésként a teljes hőveszteség meghatározásához: 78*15= 1170 Watt. A fenti számítás rámutat arra, hogy milyen fontos a megfelelő U-értékkel rendelkező építőanyagokat választani építkezés és szigetelés során.
Ez azt jelenti, hogy a falakon belül ekkora teljesítményű energiát előállító eszközre van szükség, hogy a hőveszteséget pótoljuk. Tehát például egy ilyen teljesítményű (2400W=2,4 kW) hősugárzót, cserépkályhát, kandallót, radiátort kell folyamatosan működtetnünk, hogy pótoljuk a falakon távozó energiát. Ez a hősugárzó idő egység alatt - például óránként - 2,4 kWh energiát fogyaszt, azaz napi 24 órában 57,6 kWh-t. A ház hővesztesége természetesen nem ennyi több tényező miatt sem. Egyrészt mert a hőátbocsátási tényező értéke is kerekített az egyszerűbb számolás érdekében. Másrészt a padláson, az aljzaton és a lábazaton is szökik a meleg levegő a házból. Emellett pedig még a homlokzati falon is eltérő a falszerkezet, valamint a nyílászárók hőszigetelése, ezért még ez is módosítja a hőveszteséget. Ráadásul a házat szellőztetni is kell, és szellőztetésnél is sok energiát kienged a házból az utcára. Az azonban könnyen belátható, hogy ha a hőátbocsátási tényező értéke 1 helyett 0,5 W/m2K lenne, akkor a hőveszteség a homlokzati falon csak 1.200 Watt lenne óránként. Ha pedig a hőtechnikai előírások szerinti 0,24 W/m2K vagy még ennél is jobb érték, akkor óránként a hőveszteség bőven 600 Watt alá is kerülhet.
Hőátbocsátási tényező táblázat: a hatályos követelmények 2024-ben
2021-ben jelentősen megszigorították a hőátbocsátási tényezőre vonatkozó követelményeket. A 9/2023. (V. 25.) ÉKM rendelet 1. számú melléklete tartalmazza a vonatkozó előírásokat, amely minden 2023. október 31-étől benyújtott építési engedély esetén irányadó. Következzen a hőátbocsátási tényező táblázat a hatályos követelményekről!
| Épülethatároló szerkezet | A hőátbocsátási tényező követelményértéke (W/m2K) (*) |
|---|---|
| Homlokzati fal | 0,24 |
| Lapostető | 0,17 |
| Fűtött tetőteret határoló szerkezetek | 0,17 |
| Padlás és búvótér alatti födém | 0,17 |
| Árkád és áthajtó feletti födém | 0,17 |
| Alsó zárófödém fűtetlen terek felett | 0,26 |
| Üvegezés | 1,0 |
| Különleges üvegezés (magas akusztikai vagy biztonsági követelményű üvegezés) | 1,2 |
| Fa vagy PVC keretszerkezetű homlokzati üvegezett nyílászáró (> 0,5m2) (**) | 1,1 |
| Fém keretszerkezetű homlokzati üvegezett nyílászáró (> 0,5m2) (**) | 1,4 |
| Homlokzati üvegfal, függönyfal (**) | 1,4 |
| Üvegtető | 1,5 |
| Tetőfelülvilágító, füstelvezető kupola (> 0,5m2) | 1,7 |
| Tetősík ablak (> 0,5m2) | 1,3 |
| Ipari és tűzgátló ajtó és kapu (fűtött tér határolására) | 2,0 |
| Homlokzati vagy fűtött és fűtetlen terek közötti ajtó | 1,4 |
| Homlokzati vagy fűtött és fűtetlen terek közötti kapu | 1,8 |
| Fűtött és fűtetlen terek közötti fal | 0,4 |
| Szomszédos fűtött épületek és épületrészek közötti fal | 1,5 |
| Lábazati fal | 0,3 |
| Talajjal érintkező fal csak új épületeknél) (***) | 0,3 |
| Talajon fekvő padló (új épületeknél) (***) | 0,3 |
| Hagyományos energiagyűjtő falak (pl. tömegfal, Trombe fal) (****) | 1,0 |
A rendelet az alábbi megjegyzéseket fűzi a táblázathoz:
- (*) A követelményérték határoló szerkezetek esetében az adott épülethatároló szerkezet átlagos hőátbocsátási tényezőjére vonatkozik. Új épületek és felújítások esetén a tervezett szerkezeteket állagvédelmi szempontból is ellenőrizni kell.
- (**) A nyílászáró szerkezetek esetében a keretszerkezet, a transzparens szerkezet (üvegezés), annak távtartói és hasonló funkciójú szerkezetek hatását is tartalmazó hőátbocsátási tényezőt kell figyelembe venni. Társított árnyékoló szerkezetek hővezetési ellenállásának többlet hőszigetelő hatása az elemi követelmények ellenőrzésekor nem vehető figyelembe.
- (***) A talaj hatását is tartalmazó egyenértékű hőátbocsátási tényező. Terepszint közelében vagy terepszint felett fekvő padló esetében a padló kerülete mentén vízszintes síkban legalább 2,5 m, vagy függőleges síkban a padlósík alatt legalább 1,5 m mélységig perem hőszigetelést kell alkalmazni, amely legalább 2,5 m2K/W hővezetési ellenállással rendelkezik. Ha a terepszint közelében fekvő padló tartalmaz legalább 2,5 m2K/W hővezetési ellenállású hőszigetelő réteget, perem hőszigetelésként elegendő a terepszint alatt 0,5 m mélységig függőleges síkban elhelyezni legalább 2,5 m2K/W hővezetési ellenállású hőszigetelő réteget.
- (****) A követelmény teljesítése elhagyható, ha a számítás igazolja, hogy az energiagyűjtő fal fűtési szezonra vetített energiamérlege jobb, mint a követelménynek megfelelő azonos méretű homlokzati fal energiamérlege.
Gyakori kérdések és válaszok
Honnan ismerhető meg a különböző anyagok hőátbocsátási tényezője?
A gyártók a termékoldalakon vagy műszaki leírásban kötelesek feltüntetni a különböző anyagok hőátbocsátási tényezőjét. Érdemes minden esetben ezeket az adatokat használni a számításokhoz a pontos eredmények érdekében.
Mi a hőátbocsátási tényező mértékegysége?
A hőátbocsátási tényező mértékegysége W/m²K, vagyis watt/négyzetméter-kelvin.
Mi a hőátbocsátási tényező jele?
A hőátbocsátási tényező jele U (vagy U-érték), amelyet régebben Magyarországon k betűvel jelöltek.
A hőátbocsátási tényező egy alapvető energetikai mérőszám, amely a szerkezetet jellemzi a hővesztesége alapján. Értékét független laboratóriumi mérés támasztja alá. A forgalmazók gyakran csak a legelőnyösebb rész (üvegezés - Ug) értékét adják meg, holott az egész ablak hőátbocsátási tényezője ettől mindig gyengébb, mert a tokszerkezet rosszabbul hőszigetel mint az üvegezés. Az energiafogyasztás és a követelmény szempontjából is az ablakok Uw értéke számít, amely a keretet és az üvegezést is figyelembe veszi, sőt számol az illesztésnél létrejövő hőhidakkal is.
Homlokzati hőszigetelés főbb hibái
tags: #hoatbocsatas #szamitas #tetoter