Anyagok jellemzői 1. Dr. Józsa Zsuzsanna 2006.február 28.
A természet csodákra képes
Az ember nagyot és maradandót akar építeni
• • • • • • • •
1. A babiloni zikkurat, Bábel tornya kb. 90 m (Kr.e. 600 körül) 2. Pharosz, az alexandriai világítótorony kb. 113 m (Kr.e. III. sz.) 3. Kheopsz piramis 146.5 m (Kr. e. 2500) 4. A kölni dóm 160 m (1300) 5. Eiffel-torony 300 m (1889) Empire State Building 380 m (1931) Sears Tower 443 m (1974) Petronas Tower 452 m (1998), Taipei 101 448 m (509 m) (2004)…….
Bábel tornyát szeretnénk megépíteni?
Anyagokkal, technológiákkal szemben támasztott követelmények FUNKCIONÁLIS KÖVETELMÉNYEK ÉPÍTÉSI ELŐÍRÁSOK FORMAKÉPZÉS ÉPÍTÉSI KÖLTSÉG
TEHERHORDÓ SZERK. ÉPÍTŐANYAGOK
TERVEZÉS KIVITELEZÉS
ÉPÜLETFIZIKA ÉPÍTÉSTECHNIKA KIVITELEZÉS
FENNTARTÁSI KÖLTSÉG KÖRNYEZETI HATÁSOK
A tárgy célja: •
az anyagok tényleges tulajdonságainak megismerése,
•
a méretezéshez szükséges szabványos jellemzők megadása, hogy az épület • ne omoljon össze (teherbírás, repedésmentesség stb.) • tartós legyen, ne igényeljen jelentős fenntartást • szép legyen
Építőanyagok kiválasztásának szempontjai Természetes építőanyagok Az előállítás nyersanyag- és energiaszükséglete Kibocsátott káros anyagok Hulladékok keletkezése A beépítés energiaszükséglete A használat során kialakuló lakóklíma, egészségvédelem Életciklus elemzés Újrahasznosítás
Természetes anyagból
•
Fenntarthatóság
•
Környezetkímélés: - károsanyag kibocsátás a gyártás/felhasználás során (pl. alumínium, poliuretan nagy gyártási-energiaigénye) - újrahasznosíthatóság
Az építőanyagok osztályozása - Alapvető természetes anyagok: kő, fa - Alapvető mesterséges anyagok: fémek, üveg, műanyagok, kerámiák - Kötőanyagok: mész, gipsz, cement, ragasztók, gyanták, bitumen stb. - Összetett anyagok: beton, habarcs, aszfalt, kompozitok, szendvics szerkezetek, szigetelések anyagai, szálerősített anyagok stb. - Módosító anyagok: kötésgyorsítók, kötéslassítók, impregnáló anyagok, építéskémia anyagai - Felületvédő, felületkezelő anyagok, tűzvédő anyagok, festékek, bevonatok stb.
NEDVESSÉG
A levegő nedvességtartalma a hőmérséklet függvényében Re l. páratart. =
tényleges nedvességtart. ⋅100% lehetséges _ max .nedvességtartalom
Re l. páratart. =
tényleges páranyomás ⋅100% lehetséges _ max . páranyomás
te= - 10°C
Θ = 0,7: 11°C
ti = +20°C Geometriai hőhíd Θ: a hőhíd belső felületi hőmérséklete a külső-belső hőmérsékletkülönbség %-ában
A felszívódás képlete: 2 ∗ σ ∗ cos ϕ h = r ∗ ρ ∗ g hahol: -
h: felszívódás magassága σ: felületi feszültség ρ: a folyadék testsűrűsége φ: nedvesítési szög r: kapilláris sugara g: gyorsulás
Kapilláris vízfelszívás
Az emelkedés magassága az anyagtól függ
Tömör anyagok (fémek, üveg, műanyagok):
- tömörség: 1 - porozitás: 0
Porózus anyagok (fa, kerámia, beton, habarcs):
- tömörség: < 1 - porozitás: 0 >1
HIDROTECHNIKAI TULAJDONSÁGOK
HIDROTECHNIKAI TULAJDONSÁGOK
HIDROTECHNIKAI TULAJDONSÁGOK Vízfelszívás
HIDROTECHNIKAI TULAJDONSÁGOK
HIDROTECHNIKAI TULAJDONSÁGOK
Páradiffúziós vezetési együttható
Páradiffúziós ellenállási szám
µ
a levegő és a vizsgált anyag páradiffúziós vezetési együtthatójának viszonyszáma
A levegő nedvességtartalma a hőmérséklet függvényében Re l. páratart.% =
Re l. páratart.% =
tényleges nedvességtart. ⋅ 100 lehetséges max .nedvességtart.
tényleges páranyomás 100 lehetséges max . páranyomás
Párolgási és lecsapódási energiaigények a falazaton
Száradás
A fal kiszárad, ha tud!
HIDROTECHNIKAI TULAJDONSÁGOK 7.
VÍZÁLLÓSÁG - a vályog csak száraz helyen vízálló!
VÍZZÁRÓSÁG VIZSGÁLATA Pl. - 5 bar nyomás - 72 óráig - vízbehatolás mélysége
2
/
FAGYÁLLÓSÁG
Fagy- és olvasztósó állóság (pl. beton esetében) 3 %-os NaCl oldat 56 ciklus (-20 +20ºC) lehámlás, tömegveszteség mérése
FAGYÁLLÓSÁG Hány ciklusra fagyálló?
A falburkoló tégla (vízfelvétele 20m% is lehet) nem klinkertégla (vízfelvétele 2-4m%) Tehát a normál tégla nem használható szabadtéren járófelületként!
A habarcsból felszívott nedvesség hatása
HŐVEZETÉS • Hővezetési tényező (λ) J W s K m2/m mK vörösréz 380 alumínium 160 acél 50 beton-vasbeton 1,5 – 2,5 kerámia 0,4 – 0,8 bitumen 0,17 fa 0,04 – 0,35 hőszigetelő anyagok 0,04
üveg 1,0 műanyag 0,2 – 0,3 jég 2,2 víz 0,6 hó 0,05 – 0,6 levegő 0,025
λ [W/mK] hővezetési tényező a testsűrűség függvényében
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
11-12
8. 9. 10. 11. 12.
égetett agyag rioporit termalit égetett kovaföld nyers kovaföld azbeszt mész- és cement kötésű szervetelen anyagok fagyapot lemez farostlemez parafa műanyag habok szálas hőszigetelő anyagok
• A tégla hővezetési tényezőjének változása a nedvességtartalom függvényében
Csapóeső
Éves középhőmérséklet
w: szélsebesség φ: rel. páratartalom
A csapóeső hatása
ics = évi átl. szélsebesség (m/s) * csapadék (mm) / 1000 Három kategóriába sorolja az eredmény alapján a területeket: I. védett ics ≤ 3 II. közepes 3 < ics ≤ 7 III. erősen kitett 7 ≤ ics Ezek alapján a DIN által számolt csapóeső indexek Magyarország néhány városában ics (m2/sec) Budapest 4,12 Szombathely 4,40 Siófok 5,38 Pécs 3,39 Kecskemét 1,92 Szeged 2,85 Kékestető 6,02 Miskolc 1,92 Debrecen 2,4
Magyarország többnyire a közepes kategóriába esik, de magasházaknál jelentős lehet a csapóeső-probléma. A célra jól felhasználható vakoló ill felületképző anyag: 2 - pici kapilláris vízfelvételű (AW < 0,5 kg/m *√h) - a vakolat egyenértékű diffúziós ellenállása: δ<2µ - a kettő szorzata: <2
Csapóeső, vízfelszívás
Vakolatok
