176372. lajstromszámú szabadalom • Eljárás építőipari szerkezeteknél a hőhidak káros hatásának jelentős csökkentésére
176372 6 5 Hangsúlyozzuk, hogy a fenti eljárás független az adott szerkezet jellegétől és az épületek, illetve az egyes szerkezeti elemek kialakítását, szerkezeti, időállósági, esztétikai ős egyéb szempontból történő szabad megválasztását nem korlátozzák. Ha az építőipari szerkezetek kialakításánál a találmány szerinti eljárást alkalmazzuk, akkor ennek eredményeképpen az adott szerkezetek külső felületének hőmérséklete lényegesen különbözik a külső hőmérséklettől, míg a belső felület hőmérséklete az adott körülmények között egyáltalán lehetséges legkisebb értékkel tér el a belső hőmérséklettől. Ezáltal külön hőszigetelés beépítése vagy bonyolult szerkezetű megoldások alkalmazása nélkül olcsón és egyszerűen biztosíthatjuk azt, hogy a belső felületi hőmérséklet értéke az állagvédelmi és higiénés szempontból megadott követelményeket kielégítse, sőt azoknál jobb értékeket adjon. Az eljárás alkalmazása következtében, mint láttuk, a belső felület hőmérséklete 10—12 °C-kal emelkedik. Ennek következtében a rezultáns hőmérséklet beállítására fordítandó nagy hőenergia — a teljes energiaszükséglet 8-12%-a - megtakarítható, és a páralecsapódásból, valamint a por termodiffúziójából származó károsodások elkerülhetők. A találmány szerinti eljárás további részleteit számítások segítségével, kiviteli példákon mutatjuk be. Mint mondottuk a találmány szerinti eljárás lényege, hogy a belső hőátadási tényező nagy legyen, és így a belső felület hőmérséklete csak kis mértékben különbözzék a belső léghőmérséklettől. Kicsiny külső hőátadási tényezőt érhetünk el akkor, ha a hőhíd külső felületének anyaga vagy kiképzése olyan, hogy a felület emisszió képessége kicsi. Az alacsony emisszióképességet bizonyos szerkezeti anyagoknak az anyagjellemzői önmagukban, külön kezelés nélkül is biztosítják, más szerkezeti anyagoknál pedig megfelelő technológiai eljárással érhetők el. A hőátadási tényező sugárzásos komponensét ugyanis az alábbi összefüggéssel adhatjuk meg: ots=eC0 Tk —Tf ahol 6 - a vizsgált felület emisszióképessége f(P) — a környezet páratartalmától függő empirikus függvény, Tk - a külső környezet abszolút hőmérséklete, Tf - a felület abszolút hőmérséklete. Az összefüggés alapján nyilvánvaló,r hogy e megválasztásával a hőátadási tényező sugárzásos komponense tág határok között változtatható, minthogy e értéke 0 és 1 között változhat. A kicsiny külső hőátadási tényező a leírtak alapján úgy érhető el, hogy e értékét alacsonynak választjuk. Alumínium, oxidált alumínium vagy pigmentes festékek alkalmazása esetén e értéke 0,1 és 0,3 között változik. A nagy belső hőátadási tényezőt úgy érhetjük el, hogy értékét nagynak választjuk. Ha például a felületet olaj- vagy nitrokombinációs lakkfestékkel vonjuk be, akkor e értéke 0,9 és 0,98 között változik. A két feltétel együttes alkalmazása biztosítja, hogy a külső felület hőmérséklete lényegesen na- 5 gyobb a külső hőmérsékletnél, a belső felület hőmérséklete pedig közel van a belső hőmérséklethez, tehát a páralecsapódás elkerülhető. A fenti elméleti meggondolásokat kísérleti úton is igazoltuk. Az alábbiakban néhány példát mutáló tunk be. .1. példa A kísérlet tárgyát egy típus ABC áruház nyílás- 15 zárói, ill. a panelek között elhelyezkedő oszlopai alkották. A mérések természetes körülmények között, üzemeld épületen folytak, a hőmérséklet érzékelésére termoelemeket, a regisztrálásra kompenzográfot alkalmaztunk. 20 Az oszlop mindkét oldala olajfestékkel volt be vonva. Ennek megfelelően a külső oldali sugárzásos hőátadási tényező kedvezőtlenül nagy értékű volt, így a szerkezeti elem erősen lehűlt. Az emissziós tényező szerepének ismerete nélkül helytelenül 25 megválasztott külső felület alacsony hőmérséklete következtében a belső felületi hőmérséklet 0 és + 4 °C között volt, -10----14 °C külső és +18 °C belső hőmérséklet mellett. A hőmérsékletet befolyásolta a szél hatása is a külső konvektiv hőát- 30, adási tényezőn keresztül. A kedvezőtlen gyakorlati tapasztalat miatt kísérleteket folytattunk hasonló helyzetű és geometriájú, de más kialakítású elemekkel. A legkedvezőbb eredményt biztosító oszlop az volt, amely- 35 nek külső felületén e = 0,12 értéket állítottunk be, belső felületének emisszióképessége pedig 0,98 volt. Ezt úgy értük el, hogy az oszlop külső felületén meghagytuk a natúr alumíniumot, belső oldalát pedig fehér celloxin festékkel vontuk be. A méré- 40 seket az előzőekhez hasonlóan termoelemekkel végeztük, a regisztrálásra kompenzográfot használtunk. Ez esetben -10 °C külső és +20 °C belső hőmérséklet mellett a belső felületi hőmérséklet +12 °C volt. 45 2. példa Szalagablakok formájában beépített forgóablakok szárnyai között a tokokból és a bordából adódó, 50 együttesen 32 cm széles bonyolult fém profilokból kialakuló hőhíd külső és belső felülete egyaránt alumínium volt (e = 0,12). A vizsgálat során -5 °C külső és +22 °C belső léghőmérsékletek mellett a borda belső felületén +20 °C hőmérsékletet, a kül- 55 ső felületén +6 °C hőmérsékletet mértünk. Bár a külső felület anyaga a korábban ismertetett szempontok szerint megfelelő lenne, a külső és belső felületek minősége közötti helyes viszony hiányában a szerkezeten eredeti változatában párale- 50 csapódás lépett fel. A forgóablakok szárnyainak belső felületén az emisszióképességet jelentős mértékben megnöveltük, ' oly módon, hogy 0,98 értéket biztosító nitrokom- 65 binációs lakkbevonatot alkalmaztunk. Ennek követ-3
