Hőtároló képesség, hőcsillapítás, aktív tömeg

A múlt heti bejegyzés a falválasztás kérdésében kívánt némi támpontot adni. A hőszigetelés és hőtároló képesség szempontjából vizsgáltuk meg az itthon manapság járatos, u.n. nehézszerkezetű falakat.

Most ehhez kapcsolódóan röviden, pár gondolat:

Mi az a hőtárolás?

Általánosan használt anyagoknál a hőtárolás elsődleges formája az épülettömegben tárolt hő.
 

Mit értünk hőtároló tömeg alatt?

Hőtároló tömeg alatt azokat az épületszerkezeteket értjük, amelyek a belső térrel kölcsönhatásba kerülnek, és a beeső napsugárzás, illetve a levegő konvekciója hatására felmelegednek, vagy lehűlnek.
 

Mitől függ a tárolt hő mennyisége?

A tárolt hő mennyisége a hőmérséklet-különbség, a szerkezet hővezetési tényezője, a felmelegedés/lehűlés fázisideje, az anyag fajhőjének és tömegének függvénye.
 

Mi a hőtárolás szerepe nyáron?

Az épületszerkezetek hőtároló, hőcsillapító képességük révén képesek a nappali hőmérséklet csökkentésére. Az éjszakai hűvösebb levegő által lehűtött szerkezetek a nappali melegben csökkentik a belső levegő hőmérsékletét.

A belső hőmérséklet csillapítva követi a külső hőmérséklet ingadozásait, úgy hogy a hőmérséklet maximumértékei között fáziseltolódás van.

Mitől függ a hőcsillapítás mértéke?

Ezt pontosan nagyon nehéz meghatározni, azonban szerkezettervezési elvek szintjén jó közelítést ad a hőtároló képesség, illetve a hőtároló tömeg számítása.
 

Mi az az aktív tömeg?

Épületszerkezetek esetén un. aktív tömeget veszünk figyelembe a hőtároló képesség kiszámításakor. A hőingadozás ciklikussága miatt az épületszerkezeteknek teljes keresztmetszetükben jellemzően nincs idejük átmelegedni, illetve lehűlni. (Az MSZ-04-140-2:1991 szerint a napi hőtárolásba - egy napos ciklusidő figyelembevétele esetén - az épületszerkezetek azon belső rétege vehető számításba, melynek hővezetési ellenállása R=0,15 m2K/W.) Többnapos melegek esetén a falak mélyebb rétegei is "aktivizálódnak", így adott esetben a külső hőszigetelő rétegig is érdemes lehet a hőtároló réteget figyelembe venni.

Aktív réteg vastagsága járatos falszerkezetek esetében: pórusbeton: 2 cm, soküreges tégla: 4.5 cm, tömör tégla: 11 cm, beton: 19 cm
 

Hogyan számolhatjuk a hőtároló képességet?

Az anyagok hőtároló képessége alapvetően tömegtől és fajhőtől függ. Minél nagyobb tömegű és minél nagyobb fajhővel rendelkezik egy anyag, annál több hőt tud felvenni és leadni.

A hőtároló képesség az "aktív tömeg" és az anyag fajhőjének szorzata. Az építõiparban használatos anyagok túlnyomó részének fajhõjére c= 0,84-0,95 kJ/kgK, ezért többnyire csak a hõmérsékletváltozás és a tömeg fordított arányáról szoktak beszélni. (Kivételt a faanyagok képeznek, amelyek fajhõje c 1,7-3,0 kJ/kgK, ezért hõtárolás szempontjából 1 kg fa 2-3 kg betont "ér", megint más kérdés, hogy adott térfogatban-rétegvastagságban csak csekély tömegű fa fér el).
 

Rövid konklúzió

Azon falaknál leghatékonyabb a hőtároló tömeg hatása, amelyek tömege a külső hőszigetelés vastagságáig értelmezve kb. 300 kg/m2.
(15 cm vasbeton - 330, 20 cm mészhomok - 360, 25 cm km tömör tégla - 425kg/m2)
 

De!

Ki kell hangsúlyozni, hogy a hőtároló képesség a helyiséget körbevevő szerkezetek összességéből adódik össze.

A falaknak jelentős szerepük van a hőtárolásban, ugyanakkor lehet úgy tervezni az épületszerkezeteket, hogy a szükséges hőtárolást más szerkezettel - akár a falak hatását teljesen kiküszöbölve - biztosítsuk.
 

 Ha tetszett a bejegyzés csatlakozz hozzánk a Facebook-on is! 

Még több energia, még több tudatosság, még több építészet! 

 

az illusztráció forrása: digitalinsight.co.nz
ábra és a szakmai cikk forrása: fenntarthato.hu