BURKOLT TETŐK ÉPÜLETSZERKEZETEI. Ph. Doktori Disszertáció Tézisfüzet. Dobszay Gergely okl. építészmérnök, egy. adjunktus

Dobszay Gergely: Burkolt tetők épületszerkezetei

1

BURKOLT TETŐK ÉPÜLETSZERKEZETEI Ph. Doktori Disszertáció Tézisfüzet

Dobszay Gergely okl. építészmérnök, egy. adjunktus

BME Építészmérnöki Kar Épületszerkezeti Tanszék 2009 december

PhD tézisfüzet tanszéki vitája

utolsó nyomtatás: 2010.május


2

Bevezetés: „Burkolt tetők” – új építészeti motívum és épületszerkezeti fogalom: Korunk építészetére jellemző, hogy a tervezők maximális formálási szabadságra törekszenek. Ezt a tendenciát olyan kifejezésekkel lehet leírni, mint a deformáció, az épületre, mint házra jellemző hagyományos részletek fokozatos elhagyása, stb. Az épületek homogén, makett-szerű, sokszor kristályhoz hasonló megfogalmazása érdekében igyekeznek ugyanazokat a felületeket, anyagokat alkalmazni a tetőkön is, mint a homlokzatokon. A homlokzatburkolatok céljára használt anyagok tetőn való alkalmazása különböző problémákat vet fel, a korábban megszokott szerkesztési elvek sok esetben nem érvényesíthetők, mivel az anyag fizikai tulajdonságai nem teszik alkalmassá önmagában a tető feladatainak és igénybevételeinek maradéktalan betöltésére. A megbízható és tartós szerkezetek számára új rétegrendek, részletképzések kialakítása szükséges. A megépült példák nagy száma bizonyítja, hogy világszerte folynak kísérletek ilyen szerkezetek létrehozására, a típus-problémák azonosítására, a lehetséges megoldások rendszerezésére, a hatás-követelmény-teljesítmény hármas szemléletén alapuló összegzésére azonban tudtommal még senki sem vállalkozott. A téma jellegzetessége, az épületszerkezeti megközelítés nehézsége, az értekezés módszerei és kitűzött célja: Az épületszerkezeti tevékenységre jellemző, hogy a megoldandó feladat nem önmagában létezik, hanem olyan építészeti igények provokálják ki, melyek az építészetnek, mint minden művészetnek a társadalmi beágyazottságából fakadnak. Ezek: a szellemi-filozófiai vonulatok hatása, a változékonyság, divat, az állandó megújulás kényszere, a játékosság. Az épületszerkezeti megoldás tehát nem egy műszaki algoritmus, hanem folyamatos kreatív együttműködés, melynek peremfeltételeit az építészeti igényeken túl a technikai körülmények (építőanyagok, építési kultúra, kivitelezési felkészültség, stb.) is befolyásolják. A tartós, megbízható megoldások érdekében az épületszerkezettan alkotó módon és magas szinten integrálja más szakterületek eredményeit is: épületfizika, statika-mechanika, anyagtan, épületkémia, akusztika, stb. Mindezen összetett feltételek mellett a magas presztízs-igényű, egyedi épületek részleteinek kidolgozása egyszerre gyakorlatias és innovatív, szigorú, de az építészeti szempontokkal szemben empatikus kell legyen. Ezek alapján érthető, hogy az új szerkezeteket általában véve, így a burkolt tetők megoldásait sem publikálják a tervezők tudományos feldolgozásra alkalmas szinten. A folyóiratok inkább csak az építészeti megjelenés értékeit mutatják be. Értekezésem ezért a megvalósult kül- és belföldi földi példák mellett arra az anyagra támaszkodik, amelyet saját tapasztalataim, tervezői és oktatói tevékenységem alapján általánosítani lehetséges. 35 mintaszerkezet generálásával, azok elemzésével lehetségessé vált a burkolt tetők meghatározása, a jellemző problémák, igénybevételek és követelmények rendszerezése. Véleményem szerint éppen ez az épületszerkezeti kutatás fő célja, a dolgozatom tehát nem kíván anyagtani, mechanikai, épületfizikai, vagy más területeken kutatásokat végezni, ezeket csak ott és olyan mértékben érinti, ami az épületszerkezeti rendszerezés számára elengedhetetlen, illetve feladatot jelöl ki ezek részére. Az értekezés fő célja nem egy zárt rendszer, hanem egy olyan keretmunka dokumentálása, amely a további részkutatások irányát, lehetőségeit is feltárja.




3

1. tézis: A „burkolt tetők” épületszerkezeti meghatározása: Számos építészeti példa bizonyítja, hogy világméretű jelenség annak az építészeti motívumnak az elterjedése, mely szerint az épületek homogén megjelenése érdekében a tetőt olyan (elsősorban a homlokzatokon használt) anyagokkal burkolják, melyek a megszokott, elsősorban a hajlásszögtől függő szerkesztési elvekkel önmagunkban alkalmatlanok a tetőfedés feladatainak ellátására. A burkolt tetők kifejezéssel összefoglalt építészeti motívum vagy tendencia tehát valójában egy új épületszerkezeti csoportnak tekinthető, mely anyaghasználatában, szerkesztési elveiben eltér a közismert megoldásoktól. A burkolt tetők köre elégséges mértékben meghatározható azzal, hogy a vizsgált szerkezet besorolható az alábbi kategóriák közül legalább kettőbe: A. A tető és a homlokzat anyaga azonos, illetve nem állapítható meg a két sík között éles építészeti határvonal. A burkolat anyaga gyakorlatilag bármi lehet. B. Az alkalmazott tetőformák, hajlásszögek, lejtéshosszak jelentősen eltérnek az adott anyag elfogadott (minősített) használati módjától, illetve egy épületen belül jelentősen változnak. C. A külső burkolatként alkalmazott anyag anyagánál fogva nem vízzáró, vagy vízzárósága ellenére a toldásai nem azok, illetve átfedéssel vagy idegen anyaggal lehetne csak vízzáróan folytonosítani, ami építészeti szempontok miatt nem lehetséges. D. A csapadékvíz jelentős mennyiségben a felső burkolati kéreg alá jut. A burkolaton folyó és az alatta közlekedő víz összegyűjtése, elvezetése egyedi szerkezeti megoldásokat kíván. Az új szerkezetcsoport a hagyományos szerkesztési szabályokkal és fogalmakkal nem kezelhető megfelelő módon. Kutatásaim, publikációim és egyéb szakmai tevékenységem során bevezettem azokat a fogalmakat, amelyek a szerkezetcsoport további tárgyalásához szükségesek. 2. Tézis: A „burkolt tetők” csoportosítása. Az ismert vagy általam tervezett épülettervek, konzultált példák, tapasztalatok, fotók, ötletek, és épületszerkezeti ismeretek alapján létrehozott mintaszerkezetek, valamint a lehetséges kombinációkkal, a lehető legtöbb paraméter változtatásával generált további, de önmagukban koherens esetek, rétegtervi vázlatszintű megoldások elemzésével lehetségessé vált a „burkolt tetők” széles spektrumának lefedése, megalapozott csoportosítása. A burkolt tetők csoportosításának célja, hogy a problémák, a működési jellegzetességek hasonlósága, szerkesztési szabályok szempontjából együtt kezelhető rétegrendeket rendszerezzük. A mintaszerkezetek elemzése alapján sem az anyagfajta, sem a burkolati elemméret, sem a víz levezetési módja vagy egyéb paraméterek nem nyújtanak önmagukban célszerű csoportosítási lehetőséget, ezért olyan vegyes rendszer alkalmazása szükséges, ahol az anyag, a technológia, és az elemméret együttese a csoportalkotó szempont. Ennek alapján az alábbi főcsoportokat alkottam meg: A. Kőburkolatú szerkezetek B. Beton, vasbeton, műkő, kéregpanel burkolatú szerkezetek C. Kerámia burkolatú szerkezetek D. Kiselemes (tégla, térkő, fakocka) burkolatú szerkezetek PhD tézisfüzet tanszéki vitája



4

E. Nagytáblás (mesterséges építőlemez, üveg, fém) burkolatú szerkezetek F. Korcolt fémlemez burkolatú szerkezetek G. Homogén felületi rétegű (vakolt, multifunkcionális anyagú) szerkezetek H. Ömlesztett anyagokkal, halomáruval, földdel, zöldtetővel burkolt szerkezetek I. Egyéb, extrém megoldású szerkezetek (térelemek, hálók, rácsok, ponyvák) Az egyes főcsoportok teljeskörűen lefedik a lehetséges alcsoportokat, amint azt az értekezés 2. fejezetében az általam generált 35 féle mintaszerkezeten keresztül bemutatom. 3. tézis: A burkolt tetők sajátos igénybevételei és épületszerkezeti működése: A burkolt tetők tervezési elvei nem alakíthatók ki azok sajátos igénybevételeinek, lehetséges tönkremeneteleinek megismerése, a lejátszódó folyamatok összefoglalása nélkül. A burkolt tetőket érő sajátos hatások és többlet igénybevételek rámutatnak azokra a folyamatokra, amelyek miatt a burkolt tetők tervezési irányelveinek jelentősen el kell térniük mind a homlokzatburkolatok, mind a magastetők, de még a lapostetők, terasztetők tervezési elveitől. Ezek közül a legfontosabbak: A). Csapadék, mert: • fajlagos mennyisége sokkal nagyobb, mint a homlokzatok esetében, • a vízelvezetés a lapostetőkkel ellentétben formai okokból inkább külső, vagy a homlokzatba •

rejtett kell legyen, a lejtéshosszak formai okokból sokkal nagyobbak lehetnek, ezért a víz sebessége igen

•

nagy lehet, illetve víznyomás is kialakulhat a víz a legtöbb típusnál a burkolat alá jut, ezért az alátét biztonsági szigetelésről is össze

•

kell gyűjteni és elvezetni, a burkolattól függően számolni kell az egyes anyagok lemosódásával, vagy vízfelvételével,

duzzadásával is. B) A csapadék egyéb formái, mert: • a hóteher a nagyelemes burkolatok esetében a síkjukra merőleges hajlító igénybevételt •

okoz, a tetőn rekedő hó folyamatos áztató hatása az érzékeny (natúr beton, fa) burkolatoknál

•

kedvezőtlen folyamatokat indít be (ozmotikus sóvándorlás, duzzadás), valamint akadályozza az anyag, a rétegrend kiszáradását, a hó megcsúszása (a tájolástól, a burkolat érdességétől, és egyéb tényezőktől függően)

•

jelentős dinamikus terhelést okoz az eresz részletnél, a formai okokból elhagyott hófogó veszélyezteti az emberéletet, a homlokzatot, az összefüggő jégréteg ónos esőből alakulhat ki, elzárja a nyitott fugákat, réseket, ezzel

•

akadályozza a kiszáradási folyamatokat, lecsúszása életveszélyt jelenthet, a jégverés a fémlemezek, üvegtetők, bevonatszigetelések, fóliák tönkremeneteléhez vezethet.




5

C) A por és darabos szennyeződések, mert: • a por, levelek, gallyak, állati maradékok, karbantartás során otthagyott hulladék a kisebb •

hajlású tetőről öntisztulással nem távozik el, ez ellentétes a burkolt tető esztétikai céljával, a szennyeződés a nyitott fugákon a burkolat alá jut, ott megreked, ezzel az alsó

•

vízelvezetést akadályozza, a réteg elgyomosodik, nem szellőzik, nem szárad ki, és a szigetelési részletek is károsodhatnak, a besüllyesztett rejtett ereszcsatornák és ejtővezetékek eltömődése kompakt rétegrendű

(maghőszigeteléses) homlokzatok tönkremenetelét okozhatja, mert abból a víz nem tud eltávozni, D) Hőmérséklet változás, napsugárzás, hőmozgás, zsugorodás, mert: • szoros összefüggés van a burkolat elemmérete, rögzítése, a fugaszélesség és annak

•

tömítése, az anyag saját síkjában és arra merőlegesen ható alakváltozási erők, az anyag vastagsága, tömege, fajhője, valamint tájolása, hajlásszöge, árnyékoltsága között, ezért az építészeti megjelenés (melynek egyik lényeges eleme a fugarajzolat) nem tervezhető önkényesen, a napsugárzás hatása elsősorban a felületképzők (bevonatszigetelések), a tömítések

•

(gumik, műanyagok UV-állósága), az arra érzékeny anyagok (műanyag térelemek, fóliák), de még az alátétszigetelések esetén is (áttört burkolatok, falamella, rács, kerámia-baguette) esetében döntően befolyásolja az élettartamot, ugyanakkor a nehéz burkolatok és az erősen átszellőztetett rétegrendek a nyári

hőcsillapítás, a hűtési energiaszükséglet, és az UV-védelem szempontjából is előnyösek lehetnek, D) Statikai igénybevételek, mert: • a ferde rétegrend külső és közbenső rétegeinek lecsúszás elleni védelme, az erre

•

méretezendő rögzítő konzolok igénybevétele, a megtámasztás, felfüggesztés modellezése egyáltalán nem rutinfeladat, nem állnak rendelkezésre szabványos eljárások, a lecsúszás elleni megfogás tervezését nehezíti, hogy a lejtés gyakorlatilag bármi lehet,

•

függőleges, sőt aláhajló hajlásszögek is előfordulhatnak, a meredekség egy tetőn belül is változhat, akár íves átmenetek formájában, a súrlódás figyelembevételére legfeljebb az építés során, ideiglenes állapotra van

•

lehetőség, a végleges működésben a földrengés miatt tilos számításba venni, a rétegek a megtámasztástól függően a saját síkjukban az önsúlyuknál sokkal jelentősebb

•

húzó-, nyomó, sőt csavaró/hajlító igénybevételt is kaphatnak, alacsonyabb hajlásszögnél a vonalszerűen vagy pontonként megfogott elemek a saját

•

síkjukban ébredő erőknél sokkal jelentősebb (hajlító-) igénybevételt kaphatnak a síkra merőleges hajlításból, akár az önsúly komponense, akár az építési, karbantartási vagy a hóterhek miatt, gátolt hőmozgásból származó erők és alakváltozások további, nehezen modellezhető statikai igénybevételt okozhatnak,




•

6

a födémmel együttdolgozó homogén beton tetők esetében azok alakváltozása,

repedésmentessége (mint tartóssági feltétel) csak bonyolult számítással méretezhető. E) A szél hatása, mert: • a vékony burkolatok (nagytáblás, fa, kazettás fémlemez, fólia) a szélszívás hatására •

deformálódhatnak, az épület egyedi, változatos, kristályszerű vagy organikus tömegformája révén a szélterhek,

•

örvények, hagyományos módszerekkel nem méretezhetők, a jelentősen áttört burkolatok (farács, acél háló) mögött az alátét szigetelésre és

•

hőszigetelésre is szélszívás hat, a jelentős légréssel bíró, nagy lejtéshosszú vagy magasságkülönbséggel rendelkező

•

rétegrendekben (üreges tetők) önálló, nehezen méretezhető folyamatok, huzathatás alakulhat ki, a burkolatra rögzítendő felépítmények szélterhelésének felvétele hatással van a burkolat

rögzítési megoldásaira, sőt a szigetelési kérdésekre is. F) A tűz, mert: • bár a jelenlegi előírások külön kategóriának kezelik a homlokzatot és a tetőket, ez a

•

megkülönböztetés a megszakítás nélkül átforduló, akár íves tömegek esetében értelmezhetetlen, a burkolt tetőknél használt némely szerkezet kifejezetten kedvez a tűz terjedésének

•

(faburkolatok, ferde zöldtetők), míg a nehéz burkolatok esetében esetleg csak a fugaképzés (tömítés) jelent éghető anyagot, a jelentős hosszúsággal és légréssel bíró szerkezeteknél a légrésben való tűzterjedés

•

ellenőrzésétől nem lehet eltekinteni, külön problémát okoz, hogy a tetőt áttörő nyílások és szerelvények részletmegoldását az

építészeti igények (síkban tartás) éppen a tűzvédelmi szempontokkal ellentétes irányba (kiemelés, elválasztás) terelik. G) Páratechnika, mert: • a több mintánál előforduló maghőszigeteléses, kompakt rétegrendek állagvédelmi • •

ellenőrzése csak bonyolult szimulációs eljárással lehetséges, a légréses szerkezetek be és kiszellőztetése formai okokból gyakran megoldhatatlan, a páratechnikailag kedvező fordított rétegrend csak ritkán tervezhető, mivel a leterhelés

•

igénye és a lecsúszás problémája ellentétben állnak egymással, a zárt, nagy tömegű, vastag burkolatok gátolják a másodlagos vízszigetelés fölötti rétegek

(ágyazatok, ragasztók, drénrétegek) kiszáradását, így ott helyi károsodások (vízfelvétel, korrózió, biológiai károk) indulhatnak be. H) Karbantartás, mert: • a karbantartási terhek miatt a könnyű burkolatú ferde vagy íves tetők megközelítése, utólagos javítása, ideiglenes terhelése csak külön szerelőszintről lehetséges,




•

7

a rejtett ereszcsatornák és ejtővezetékek, drénrétegek és rögzítések utólagos ellenőrzése,

tisztítása, szerelése, geometriai és esztétikai okokból nehézségekbe ütközik. I) A fagy, mert: • a rusztikus, érdes felületű burkolatokban alacsonyabb hajlás esetén megáll a víz, míg a

•

porózus, vízáteresztő anyagok esetén a repedések, kapillárisok vezetik be a vizet, mely a burkolat alatti rétegek (ragasztók, habarcsok) fagyásához, ezzel a rögzítés tönkremeneteléhez vezethet, rejtett ereszcsatornák és bizonyos rétegrendek esetében a fagy problémák csak

csatornafűtéssel, illetve a felület szárításával, felületfűtéssel előzhetők meg. J) Biológiai kártevők, mert: • ezek megtelepedése mindig a víz jelenlétével függ össze, ami a többszörös vízelvezetésű, •

lassú lefolyású és kiszáradású rétegrendekben különösen veszélyes, ezek a folyamatok a burkolat alatt nehezen hozzáférhetők vagy javíthatók, ugyanakkor a

szigetelés élettartamát leronthatja. K) Hővédelmi szempontok, mert: • a burkolat alá jutó csapadékvíz a rétegrendet intenzíven hűti, • a lecsúszás elleni (általában rozsdamentes acél) konzolok igen jelentős hőhidat jelentenek,

•

melyek csak az általános hőszigetelési vastagság „túlméretezésével”, vagyis a rétegrend jelentős vastagodásával kompenzálható, a hőszigetelés anyagválasztása és rögzítése mind az építési fázisban, mind a végleges

•

állapotban meg kell akadályozza a tömörödést, lecsúszást, roskadást, vagyis a folytonossági hiányosságokat, a hőszigetelés felülete a legtöbb rétegrendnél a vízszigetelés vagy maga a burkolat aljzatát

•

képezi, ezért annak térfogat-állósága, síkfogasság-mentessége mindenképpen biztosítandó, a hőszigetelés kivitelezhetősége, folytonossága az amorf, kétszer görbült felületek esetén

speciális anyagokat tesz szükségessé. A fentiek az egyes burkolattípusokra egészen különbözően értelmezhetők, vagy jelentenek veszélyt (öregedés, kiszáradás, öntisztulás, stb.) 4. tézis: A burkolt tetők tervezési szempontjai, irányelvei: A burkolt tetők szerkezeteire jellemző sajátos folyamatok meghatározása önmagában nem elegendő követelmények, tervezési elvek megállapításához. A burkolt tetők szerkezeti követelményeinek, tervezési irányelveinek meghatározásához be kell vezetni új fogalmakat, számszerűsíthető paramétereket, melyekkel az egyes típusok eltérő működése leírható. Az egyes anyagfajták esetén olyan tervezési elveket kell előírni, melyek figyelembe veszik a burkolt tetőként való alkalmazás sajátos működési feltételeit. Három kérdéskörben teszek javaslatokat új kategóriák bevezetésére és elvek figyelembe vételére:




8

A). Többszintű vízelvezetés fogalma, és ennek mérőszáma (TVSZ): • a hagyományos magas és kishajlású tetőknél az átfedéses kapcsolatok szerkesztését

•

(gyakorlatilag anyagfajtától függetlenül) meghatározó „vízküszöb” fogalma a burkolt tetőknél nem alkalmazható, mivel a pikkelyes fedések mindegyikénél számolni kell bizonyos mértékű vízbejutással

•

(vízzárósági kategóriák), és ennek mennyiségére nincs méretezési eljárás, ezért a bejutó víz elvezetésére szolgáló alátét-szigetelés vízzárósági fokozatát a vonatkozó szakmai irányelv táblázatosan határozza meg, a burkolt tetők esetében az alá jutó víz mennyisége típustól függően (nyitott hézagos tetők)

•

nagyságrendileg nagyobb lehet, javaslom ezért bevezetni a burkolt tetők fentiekben leírt működésének leírására a „TÖBBSZINTŰ VÍZELVEZETÉS” fogalmát, mely a burkolt tetőkön kívül más burkolt szerkezetek (pl. homlokzatok) működésének megértésére és értékelésére is alkalmas, javaslom továbbá az egyes szerkezetek összehasonlítását, és az alátétszigetelés

•

követelményeinek pontosítását megkönnyítő paraméter, a „TÖBBSZINTŰ VÍZELVEZETÉS MÉRŐSZÁMA” vagy „Többszintű Vízelvezetési Szám” bevezetését (továbbiakban „TVSZ”), mely a burkolati felső síkon lefolyó és a burkolata alatt (a szigetelésen, alátéthéjazaton) közlekedő csapadékvíz arányát írja le (a mérőszám képzése: a felső síkon folyó csapadék aránya az össz vízmennyiséghez képest (%) / a burkolat alá jutó vízmennyiség (%) = TVSZ (mértékegység nélküli arányszám), ez a mérőszám összefüggésbe hozható az ismertetett irányelvvel, az alátéthéjazatok

•

kiválasztására irányuló döntési algoritmusba integrálható, a mértékegység nélküli mérőszám szemléletesen osztja csoportokra a rétegrendeket, bevezetése és megfelelő kísérletekkel igazolandó jellemző értékei az egyes részletképzések (ereszképzés, áttörések szegélyezése, stb.) szempontjából is tervezési segítséget nyújthatnak, a TVSZ bevezetését a burkolt tetők kialakulása teszi szükségessé, mert a hagyományos szerkezetekre az eddigi tervezői konvenciók elegendő eligazítást adtak, alkalmazása nem mond ellent az eddigi irányelveknek, hanem kiegészíti azokat, és az új szerkezeteken keresztül kiterjeszti gyakorlatilag a csapadékvédelem minden lehetséges variációjára.

B) A kőburkolatú tetők sajátos tervezési szempontjai: • a kőanyagú, tégla és kerámia burkolatoktól épületszerkezeti értelemben nem várható el semmilyen vízzáróság, mert ezek vízhatlan fugázása nem oldható meg gazdaságosan, az anyagok többsége vízfelvételre hajlamos, vagy magában is vízáteresztő, ezért ezeket lehetőleg minden esetben vízáteresztő aljzatra (szűrőbeton, rács) kell helyezni, ellenkező esetben a burkolat alá jutó víz felfagyást, kivirágzást okozhat,




•

9

jó vízelvezetésű aljzat esetén gyengébb minőségű kövek alkalmazása is lehetséges, a felületi károsodások ellen a nyitott vagy fokozott vízáteresztő képességű fugázó habarcsok alkalmazása célszerű.

C). Beton burkolatok tervezési szempontjai: • hiába lehetséges ma már jó minőségű, tartós, öntömörödő, sőt gyakorlatilag

•

repedésmentes betonok előállítása, a szerkezet tényleges vízzáróságát a jelentős hőtágulás miatt szükséges dilatációs fugák határozzák meg. a helyszínen öntött kishajlású betonszerkezet tartóssága, fagyállósága szempontjából

•

célszerű, ha a burkolaton folyó víz, megrekedő hó és jég mennyisége kicsi, ezért lejtésmentes beton burkolat külön felületvédelem nélkül nem tervezhető, célszerű a víz „lecsapolása”, a felületen folyó víz jelentős részét rácsokkal, perforációkkal a jó vízelvezetést biztosító drénrétegbe leengedni (TVSZ<1), különösen nagy lejtéshosszak esetén, ferde felületek esetén száraz zuzalék aljzat a lecsúszás veszélye miatt nem tervezhető, a

•

frissbeton kétoldali zsaluzata összetett változó hajlású, konkáv felületek esetén szinte megoldhatatlan, ilyenkor csak a lőttbeton (esetleg bennmaradó, terpesztett lemez zsaluzattal) képzelhető el, az előregyártáshoz képest nagyobb formai szabadságnak a bonyolult kivitelezés, egyenetlenebb minőség, jelentősebb zsugorodás vagy sűrűbb dilatációs mezők a következményei, az előregyártott beton burkolóelemek pontossága, megbízhatóbb minősége (elsősorban

•

fagyállósága) és fokozott vízzárósága lehetővé teszi tömített burkolatok készítését (megfelelően tartós tömítőanyagok esetén), az előregyártott elemek megtámasztása a beállítási nehézségek miatt csak a fugákban, az

•

elemek alsó-oldalsó sarkainál lehetséges, az aljzat rétegeken való felfekvés egyenletessége érdekében csak lézeres méréssel ellenőrzött síkpontos födém képzelhető el (műgyanta habarcs kiegyenlítő réteggel), az elemek alatt pedig olyan elválasztó réteg szükséges, mely a kapillárisan bennrekedő, pangó víz elkerülését lehetővé teszi, a beton kéreg vízzáróságára vonatkozó korábbi követelmények éppen a terhelő víznyomás

•

csekély volta miatt nem adtak elég támpontot a vízszigetelés nélküli beton tetők tervezhetőségére, miközben valószínűsíthető volt, hogy vízszigetelés nélküli betontetők esetében a beázásmentesség és a szerkezet érdemi tönkremenetele közül az utóbbi az erősebb feltétel, amióta az új szabvány bevezette a tervezett élettartam, a fagyállóság, a repedésmentesség kategóriáit, lehetővé vált a követelmény számszerűsítése, a beton vízzáróságát befolyásoló folyamatok elsősorban a zsugorodásból, lehűléssel együttjáró összehúzódásból származó repedések, (különösen az alakváltozás gátolt volta esetén), valamint az alsó és felső szál eltérő-alteráló hőmérsékletéből (napi/évi ciklusban) származó, a síkra merőleges alakváltozásokból származó repedések, melyek ellen a vasalással nem lehet hatékonyan védekezni, a kutatások szerint a magas minőségű beton és a lehető legkisebb rétegvastagság jelenti a tényleges megoldást,




10

•

a beton alakváltozásának megakadályozásával (elő- és utófeszítés, stb.) nem lehet a

•

burkolt tetők körében napi gyakorlatra alkalmas, gazdaságosan kivitelezhető, repedésmentességet, szigetelés nélküli vízhatlan látszóbeton szerkezetet elérni, a hőtágulás egyéb eszközökkel való csökkentése (hősugárzást visszaverő bevonatok, a kivitelezés körülményei, árnyékolás, hűtés) viszont alkalmasak a lehűléssel összefüggő repedések csökkentésére így a vízzáróság fokozására.

5. tézis: Egyedi, gyakran innovatív részletmegoldások: A burkolt tetők létrejöttét eredményező építészeti szándék, a szerkezetet érő sajátos hatások és igénybevételek, az épületszerkezeti működés jellegzetességei miatt a burkolt tetők nem oldhatók meg a hagyományos módokon, hanem új, legtöbbször egyedi részletképzésekre és a korábbi szabályok felülvizsgálatára van szükség, melynek legfontosabb példái az alábbiak: A) Ereszképzés és az esővíz levezetése, mert: • az eresz a burkolt tetők legfontosabb részlete, mert a vizet a többszintű vízlevezetés

•

koncepciójának megfelelően több síkról, de az építészeti igénynek megfelelően általában rejtetten kell összegyűjteni és elvezetni, a részlet kialakításánál a víz sebességét, mozgási energiáját is figyelembe kell venni, a

•

csapadék az eresz rácsos vagy perforált lefedésén sem csaphat át, a részlet ugyanakkor hófogóként, jégvágóként is kell dolgozzon, ezenkívül a belecsúszó hó és jégkása miatt önműködő fűtőkábellel is el kell látni, az ereszek hosszirányú lejtését a rendelkezésre álló szűkös hely nehezíti, sőt az épület

•

tetőformája már önmagában meghatározza, ez megnehezíti a vízelvezetés tervezését, valamint a tető és homlokzat között sokszor nincs is határozott ereszvonal, a rejtett ereszcsatorna túlcsordulása nem engedhető meg maghőszigeteléses homlokzati

• •

fal esetén, mert onnan a rétegek közé jutó víz nem szárad ki, a rejtett eresz helyigénye miatt a teherhordó szerkezet is torzul, áttervezendő, az ejtővezeték elrejtése a homlokzatburkolat mögé nem történhet a hőszigetelés rovására,

•

az alkalmazott cső és annak kötése a homlokzatburkolat teljes tervezett élettartamára garantáltan vízhatlan kell legyen, a vezeték tisztításának nem lehetnek geometriai akadályai, bár erre vonatkozóan nincs érvényes előírás, ajánlásként fogalmazhatjuk meg: a légrés nélküli, maghőszigeteléses rétegrendekbe az ejtővezeték nem integrálható bele biztonságosan, mert az esetleges csurgalékvíz kivezetése és a vezeték karbantartása, későbbi cseréje nem oldható meg ésszerűen, amíg a szellőző légréses homlokzatok esetében az ejtővezeték elhelyezése a burkolat mögött szigorú feltételek mellett, nedvességre érzéketlen rétegek (impregnált szálas vagy bevonatszigeteléssel ellátott keményhab hőszigetelés, rozsdamentes, kifelé lejtő rögzítőelemek), és alsó vízkivezetés mellett megoldható.




11

B) Az eresz nélküli, átforduló tető problémája, mert: • a határozott ereszvonal nélküli, az íves, az azonos rétegrenddel átforduló burkolatok

•

esetén, valamint a rejtett ereszcsatorna helyigénye és meghibásodásának kockázata miatt érthető építészeti igény az eresz elhagyása, (mely a hófogó elhagyását is jelenti), ami ellenétes a jelenlegi építési előírásokkal, mégis az eddigi gyakorlattal, szigorú épületszerkezeti feltételek esetén megvalósítható, a tető formája és mérete, a felület anyaga, érdessége és a síktörések együttesen

•

határozzák meg, hogy a csapadékvíz a homlokzathoz tapadva folyik vagy attól elszakadva hullik alá, mely építészeti eszközökkel befolyásolható (!), a homlokzaton csak akkor engedhető meg a víz lefolyása, ha a homlokzat csapadék és

•

fagyállósága megegyezik a tetőével, ha nincs érdemleges áttörés, nyílászáró, és a homlokzat alatti terepcsatlakozásnál a víz elvezetése megoldott, ebben az esetben a külső homlokzati síkra kerülő nyílászáró kedvezőbb, mint a mélyen ülő, a homlokzattól elszakadó csapadék, hó, jég esetén a csatlakozó terepszintnek saját

tulajdonnak kell lenni, azon sem emberi tartózkodós, sem vagyoni tárgyak nem engedhetők meg, a leérkező víz freccsenését, és az eróziót egyéb módon meg kell akadályozni, C) Szegélyek és vízterelők, mert: • a burkolt tetők esetében az attikák, oromzatok és az eresz fogalmának és szerepének

•

átértelmezése szükséges, mivel a tető gyakran átlós lejtésű vagy íves, minden kontúrvonal ferde vagy íves, továbbá a felületen folyó víz irányát a szél és a felület osztása (korcolás) is befolyásolja, a kiemelt attika hiánya miatt szükség lehet az orom irányába folyó víz visszatereléséről,

döntött szegélyek segítségével, az alátét-szigetelésen folyó víz miatt pedig a felület alatt is rejtett oromcsatornákat kell létrehozni, D) A felső burkolati kéreg lecsúszás elleni rögzítése: • nagyszámú példa elemzése alapján a statikai erőjáték szerint célszerű az alábbi három •

kategóriába sorolni és kiválasztani a rögzítési megoldásokat, a „pontszerű” kategóriában az elemek saját síkjára merőleges hajlítás is ébred a saját

•

súlyból és a karbantartási vagy hasznos terhekből, a „vonalmenti” rögzítésmódoknál az elemek teljes felületen fölfekszenek az aljzatra, a

•

lecsúszás elleni rögzítés az alsó él mentén való megtámasztással, vagy magasabb ponthoz való felfüggesztéssel történik, a burkolatban csak húzás vagy nyomás ébred, a „felületszerű” működésmód esetén az elemek felfekszenek ugyan az aljzatra, de megfogásuk pontszerűen vagy oldalról történik, ezért saját síkjukban hajlítás, vagy csavarás léphet föl,




•

12

a rögzítőelem az összetett igénynek megfelelően legtöbbször rozsdamentes acél csőkonzol

kell legyen, melyre nagy átmérő esetén a szigetelés fölgallérozása megoldható, de a jelentős hőhíd-hatás kompenzálása érdekében az általános helyen a hőszigetelés vastagságának túlméretezése szükséges, E) Fugaképzés, mert: • a burkolt tetők egyik legjellemzőbb vonása az elemek közötti kapcsolat nem hagyományos

•

volta, melyet átfedés nélkül, de a többszintű vízelvezetés koncepciójának megfelelően nyitottan, takartan, vagy zártan is készülhet, melynek kialakítása a felső kéreg dilatációs mozgásainak felvételére is alkalmas kell legyen, megállapítottam, hogy a dilatációs fugák vízzárás szempontjából nincsenek a burkolt

•

tetőkhöz alkalmazható módon kategorizálva, ezért bevezettem és definiáltam ezeket (0-4 számozással) „nyitott”, „kvázi nyitott”, „takart”, „szorított takart”, „átfedéses”, „fokozottan vízzáró”, „tömített vízhatlan”, „beszorított tömített”, és „vízhatlan toldás” kategóriáiba, a bemutatott kategorizálással létrehozott „Fugakialakítási Típus”, vagy „Fugaképzési

•

Jel” alkalmas az összes lehetséges fugaképzés jellemzésére, és ezáltal a tetőburkolat vízzáróságának előbecslésére, hozzájárulva ezzel a már említett többszintű vízelvezetési koncepció, az alátét szigetelések követelményére vonatkozó irányelv kiegészítéséhez, a döntési algoritmus objektívebbé tételéhez, a nyitott hézagú burkolatok esetén a vízzel bemosódó szennyeződés, por a szivárgó zónát

•

eltömheti, mely a szerkezet tönkremenetelét jelenti, ezért javaslom a víz bevezetésére is szolgáló dilatációs fugák, áttörések takaróprofillal vagy perforált lemezzel történő lezárását a nyitott fuga helyett, erre a célra olyan bepattintható fém vagy UV-álló műanyag készelemek kifejlesztését, melyek a szennyeződés nagy részét kizárják, a bejutó víz mennyiségét pedig a drénrendszer áteresztő képességének megfelelő szintre korlátozzák, az áttörés jellegű vízbevezetőket pedig rácsos kialakítás esetén kiemelhető, tisztítható szűrővel kell ellátni, a vízáteresztő műgyanta adalékos kőzuzalék fugakitöltések korlátozzák a szennyeződés

bejutását, de nem képesek jelentős hőmozgás elviselésére, ezért a dilatációs fugában tervezett vízbevezetésre nem alkalmazhatók. F) Áttörések, nyílászárók: • mind a beépítendő nyílászárók típusának kiválasztásakor, mind a beépítési részlet tervezésekor figyelembe kell venni, hogy a szerkezeten, illetve afölött, az alátét szigetelés síkján torlódás, gyakorlatilag víznyomás alakulhat ki, melynek szempontjából a beépítési sík a meghatározó,




13

6. tézis: Az épületszerkezeti követelményrendszer aktualizálása, bővítése: A burkolt tetők olyan komplex épületszerkezeti alrendszer, melynek működése, megbízhatósága nem ellenőrizhető, várható a ma érvényes szabályok alapján, hanem az épületszerkezeti követelményrendszer aktualizálása, további, új követelménycsoportok definiálása, szabályozása válik szükségessé, az alábbiak szerint: • a burkolt tetők korábban bemutatott összetett igénybevétele és bonyolult működése miatt

•

nem elegendő, ha az alkalmazott anyagok külön-külön megfelelően minősítettek és engedélyezettek, mert a szerkezet teljesítőképességét a minősített beépítési módtól eltérő, egyedi kombinációk és összeépítések együttesen határozzák meg, az értekezés terjedelmi okokból nem vállalkozhat az egyes követelmények részletes

•

kidolgozására, csak a burkolt tetők kapcsán fölmerülő nem rutinszerű feladatok vagy különleges, jelenleg még szabályozatlan követelmények felsorolására, például: statikai szempontból a nagy fesztávok, az egyedi, többszörösen tört vagy íves

•

tömegformák, inflexiós felületek modellezése és méretezése, a rákerülő burkolathoz igazodó (adott esetben lényegesen szigorúbb) alakváltozási követelmények, a burkolati kéregben ébredő erőjáték, és a lecsúszás elleni rögzítések megtervezése, a szigetelés nélküli rétegrendek repedéskorlátozásának megoldása okoznak a napi rutinon messze túlmutató feladatot, nedvességvédelmi szempontból a felső kéreg vízfelvétele, fagyállósága, impregnálása, az

•

aljzatok és ragasztók fagyállósága, a szivárgó rétegek vízlevezető képességének méretezése, többszintű vízelvezetés esetén a víz útjának modellezése és megtervezése, a szigetelés anyagának, bedolgozhatóságának követelményei, a homlokzati rétegrend védelmének koncepciója, a rejtett vízelvezetés megbízhatóságának és tisztíthatóságának feltételei, az egyedi részletek, áttörések szegélyezése okoz olyan feladatot, melyre nincs kellő tapasztalat, irányelv, vagy más szabályozás, hővédelmi szempontból az energetikai követelményértékeknek, a speciális rétegrendből és

•

részletekből származó vonalmenti és pontszerű hőhidak figyelembevétele, a különböző méretű légrésekben létrejövő átszellőzés modellezése, a szerkezet állagvédelmét befolyásoló folyamatok (túlzott vagy egyenlőtlen lehűlés, felmelegedés, hősokk, árnyékolás, stb.) valamint a hőmozgások, az UV-sugárzás figyelembe vétele, valamint a tükröződés, káprázás hatásai, páratechnikailag a szerkezet páradiffúziós folyamatainak ellenőrzése különösen a belső

•

oldali valamint maghőszigeteléses szerkezetek esetében, a rétegrend, a korlátozott vízkivezetésű száraz aljzatok és szivárgók kiszáradásának modellezése, a kiszellőzés nélküli kompakt melegtetőkben lezajló folyamatok megismerése és figyelembevétele, a hó és a jég lecsúszásnak veszélye, a hófogó elhagyása, a visszatorlasztó hatás, a dinamikus hatások figyelembe vétele,




14

•

a szél és a huzat hatásaival szembeni védekezés, a speciális formából származó szívó és

•

örvény hatások modellezése, a burkolat rögzítése, a dinamikus hatások miatti zörgés, fütyülés, fáradás, az átszellőző résekben létrejövő huzat, a szigetelésre ható szélszívás, kivitelezési és fenntartási szempontból a ferde szerkezetek készítésének (zsaluzásának,

•

bedolgozásának), a szükséges méretpontosság, tolerancia, a beépülő csatlakozó egyéb rendszerek fogadásának, rögzítésének lehetőségei, a szerkezetek biológiai károsodásának (gyomok és rovarok megtelepedése) elkerülése, a tisztíthatóság, öntisztulás, karbantartás (megközelíthetőség) biztosítása, továbbá a biztonsági, életvédelmi, élettartam és tartósságbeli követelmények, amelynek

•

alapelve, hogy az alkalmazott anyagféleségek és részletmegoldások legyenek egyenértékűek, öregedésük legyen összehangolva, vagy a rövidebb élettartamú szerkezetek cseréjét, hozzáférhetőségét úgy kell biztosítani, hogy a nagyobb élettartamra tervezett részekhez ne kelljen hozzányúlni, tűzvédelmi szempontból az építészeti hatást meghatározó burkolati anyag éghetősége, a

•

felületi és a légrésben terjedő tűz (különösen a nagy lejtéshosszak, hosszú légrések), az áttörések körüli tűzgátlás, és a tűz olthatósága, megközelítés (különösen könnyű burkolatok esetén) az anyagok lezuhanása okoz tervezési és ellenőrzési nehézséget, épületkémiai, korrózióvédelmi szempontból a csurgalékvizek által kapcsolatba lépő egyes

•

anyagok összeférhetősége, valamint a kondenzvíz, pangó víz által okozott korrózió, kioldódás, algásodás kíván további vizsgálatokat, és további (nem részletezett) témák a villámvédelem, az akusztikai, a gazdaságossági,

ökológiai követelmények köréből. Értekezésemben a fenti követelmény-csoportok alapján a burkolt tetők egyes komponensei számára új, szöveges követelményeket, anyagválasztási javaslatokat, szerkesztési szabályokat állítottam fel. A burkolt tetők szerkezetválasztásának paraméter-listája: A burkolt tetők tervezését megnehezíti, hogy a teljesítendő követelmények és az alkalmazandó anyagok egy rendkívül soktényezős rendszerbe kell illeszkedjenek, amelynek az épület legkülönbözőbb tulajdonságaitól függenek. Ezeknek leírásához, tehát a bemenő adatok felvételéhez olyan paraméterek bevezetésére van szükség, melyekkel a nagyszámú variáció, az épület pontosabban leírható, mint a jelenlegi, viszonylag egységes építészeti nyelvezet. Az értekezésem utolsó részében javasolt paraméter lista alkalmas a tervezendő épület azon jellemzőinek leírására, melyek együttállása, kombinációja alapján a követelményrendszer meghatározható, és amelyek újak, a burkolt tetőre jellemző sajátos motívumok, és amelyekkel kapcsolatban a hagyományos épületszerkezeti fogalmak nem hordoznak elegendő információt.




15

Legfontosabb elemei: • tömeg, tetőidom: jellemző hajlásszög, lejtéshossz, egyenletesség, a tetőidom szimmetriája,

• •

síktörések száma és jellege, ívessége, konvexitása, az ereszvonal és esésvonal bezárt szögének súlyozott átlaga, rétegrend: rétegrend típusa, rétegfelépítése, burkolat vagy felső kéreg: burkolat anyaga, felületi érdessége, lefolyási tényezője,

•

vízzárósága, vízáteresztő képessége, vízfelvétele, lineáris hőtágulása, fajhője, tájolása, reflexiója, fuga és dilatáció: fajlagos fugahossz, fugarajzolat szabályossága, esésvonallal bezárt szöge,

•

a fugazárás jellege, együttdolgozó szakasz jellemző mérete, a vízelvezetés koncepciója: a többszintű vízlevezetés mérőszáma, a burkolat ágyazata, a

•

drénezés vízelvezetési képessége, a levezetés beépítési módja, statikai megoldása: a rétegrend külpontossága, a felső kéreg lecsúszás elleni megoldásának

típusa. Értekezésemben a fenti paraméterekre számszerű vagy szöveges fokozatokat is felállítottam. Természetesen a felosztás kísérleti jellegű, és a variációk nagy száma, az építészeti fantázia kiapadhatatlan volta miatt nem is zárható le. Összefoglalás, az értekezés eredményei: Számtalan megépült példa bemutatása, valamint 35 mintaszerkezet elemzése alapján: • a „burkolt tetők” fogalmának épületszerkezeti definíciója, tervezési

alapelveinek

• •

meghatározása, a burkolt tetőkben használható anyagok és rétegrendek követelményei és alkalmazási köre, a hagyományos és burkolt tetők, kapcsolódó homlokzatok kialakítási különbségeinek

•

meghatározása, a ma ismert szerkesztési elvek érvényességének korlátozása, a szabályrendszer bővítése, a gyakorlati életben és az oktatásban is alkalmazható részletmegoldások kidolgozása,

A dolgozat számos további kutatási feladatot, elvégzendő kísérletet, javaslatot is megfogalmaz. A burkolt tetők gyors elterjedése és az alkalmazható műszaki megoldások körül kialakult, hihetetlenül izgalmas erőfeszítések elementáris erővel példázzák az építészet folyamatos megújulásának, az épületszerkezeti megoldások fejlődésének különleges viszonyát. Az emberiség valójában nem hoz létre új anyagokat, hanem átcsoportosítja, alkalmazza a természet erőforrásait, anyagait, legtöbbször visszafordíthatatlan módon. Valódi értékteremtést csak az emberi alkotó szellem, a minőségre, igényességre, tartósságra irányuló szándék képes elérni, amely az építészet esetében a tervező építész, az épületszerkezeti szakember, és a többi szakágak együttműködésével, kölcsönös egymásra hatásával csiszolódhat ki. Meggyőződésem, hogy ez a nemes tevékenység tetten érhető értekezésemben, mely irányt kívánt mutatni a további kutatások és fejlesztések számára is.



BURKOLT TETŐK ÉPÜLETSZERKEZETEI. Ph. Doktori Disszertáció Tézisfüzet. Dobszay Gergely okl. építészmérnök, egy. adjunktus

Recommend Documents