Ha arra a kifejezésre gondolunk, hogy „homlokzat", akkor általában egy négyszög formájú kis felület jut eszünkbe. Manapság azonban gyakran nem lehet eldönteni, hogy egy épületnek mely része homlokzat, mely része tető.

Mindezt azért kívánom hangsúlyozni, mivel sok esetben a szerkezetekkel szemben támasztott követelmények határterületekké váltak, egyes esetekben nem is választhatók szét.

Ami biztos, hogy az épületek homlokzata mindig csak a mögöttes hát-, illetve tartószerkezetekkel együtt értelmezhető. A követelmények kielégítése is csak a teljes hátszerkezettel együtt lehetséges.

A homlokzat legfontosabb feladatai:

• az épület védelme (nedvesség-, hő-, hanghatásokkal szemben);
• nyílászárók befogadása;
• esztétikai megjelenés.

Az esztétikai megjelenés lehetőségei, a homlokzaton megjelenő anyagok változatossága a cikk második felének témája.

A homlokzatburkolatokkal szemben támasztott egyéb követelmények, mint az építési technológiához, a környezethez, az épületek funkciójához, az épületek arányaihoz való alkalmazkodás, a felújíthatóság, az élettartam, a gazdaságosság stb. szakemberek számára jórészt egyértelmű.

Az energiaveszteség csökkentésének, a hőszigetelés vastagsága növelésének problematikájával [1-2], valamint ezek épületszerkezeti következményeivel és a homlokzatra vonatkozó megoldási lehetőségekkel a későbbiekben foglalkozom részletesen. Elsősorban épületfizikai szempontokat figyelembe véve a nyílászárók elhelyezésének lehetőségeire, a homlokzati síkhoz képest elfoglalt helyére ebben a cikkben nincs lehetőség kitérni, de más cikkek foglalkoznak ezzel [3-4].

BURKOLT FALAK SZERKESZTÉSI LEHETŐSÉGEI

E témakör tárgyalásához vissza kell térnünk a régmúlt időkhöz, amikor szinte csak tömör falas házak épültek a tömör fal külső oldalának valamilyen homlokzatburkolattal történő védelmével, illetve el kell jutnunk a mai kor gyakran alkalmazott vázas épületszerkezeteihez, mely kitöltő falainak külső oldali kérge a legváltozatosabb, legkülönlegesebb megjelenést biztosít az épületnek.

A burkolt fal elemei az alábbiak:

• elsődleges szerkezetek:
  1. teherhordó szerkezet (tömör vagy vázas)
  2. burkolat (külső, belső)
• kiegészítő szerkezetek:
  1. hőszigetelés
  2. burkolattartó vázszerkezet
  3. légréteg

Ezek közül az elemek közül egyesek minden külső falnál megjelennek. Ilyenek a teherhordó szerkezetek, illetve burkolatok. A hőszigetelés, a burkolattartó vázszerkezet, illetve a légréteg egyes esetekben megtalálható, más esetekben nem jelenik meg a homlokzati rendszerben.

A burkolt falak egyhéjú és kéthéjú szerkezetekként különböző szerkezeti megoldásokkal és rétegfelépítéssel valósulhatnak meg, ahogy azt a 1–3. ábra mutatja.

A burkolt fal elemeit külön-külön vizsgálhatnánk, de jelen cikk csak egy-két fontos, esetleg újszerű dologról kíván beszámolni.

NÉHÁNY GONDOLAT A HŐSZIGETELÉSRŐL

Szakemberek számára köztudott, hogy a 2014-es BM rendelet [5] meghatározza a hőszigetelés követelményértékének 2020- ig történő fokozatos emelését. Ennek lényege, hogy a korábbi U=0,45 W/m²K értéket U=0,24 W/m²K-re módosították. E szigorú előírás kielégítése épületszerkezeti szempontból nem könnyű feladat.

Az, hogy melyik szerkezetre (mechanikai igénybevételnek kitett, átszellőztetett, maghőszigetelt, stb.) milyen hőszigetelő anyagot szükséges elhelyezni (például: átszellőztetett falak esetén jórészt csak nem éghető anyagú A1 hőszigetelés alkalmazható), mára már evidencia. Az energiahatékonyságra, az energiaveszteség csökkentésére irányuló törekvések mellett a hőszigetelés vastagságának a szükséges mértékben történő növelése (figyelembe véve a hőhidak és egyéb rontó tényezők hatását) drasztikussá válhat. Lehetőség van arra, hogy a hőhidak helyén a megfelelő mértékben „izothermikus" módon növeljük a hőszigetelés vastagságát [6]. Kéthéjú, szerelt, légréses burkolat mögött a külső megjelenés befolyásolása nélkül változó vastagságú hőszigetelés elhelyezésére van mód (4. ábra). Így a hőszigetelés vastagságának változásával a szabvány kielégítése mellett „költséghatékonyság" érhető el.

A BURKOLATOT RÖGZÍTŐ VÁZSZERKEZET

A vázszerkezetek nagyon sokfélék lehetnek mind anyagukat, mind kialakítás módjukat illetően.

Legfontosabb kritériumai:

• tartósság (a burkolat mögött takart helyzetű szerkezet öregedése nem szembetűnő);
• háromirányú beállíthatóság;
• a szükséges átszellőzés biztosítása;
• lehetőség szerint a legkisebb hőhidassággal rendelkezzen.

LÉGRÉTEG

A légréteg legfőbb szerepe a nyári hőterhelés csökkentése, árnyékolás, a téli páravándorlás elősegítése, a páranyomás-kiegyenlítés, a csapadék elleni védelem (nincs kapilláris érintkezés, mert a dekompresszió elve érvényesül) [7]. A légréteg ideális vastagsága 3 és 10 cm között változhat. Ha a légréteg vastagsága túl kicsi, nem indul meg a légmozgás, ha túl nagy, a levegő önmagában kezd el keringeni és páralecsapódás következhet be. A légréteg vastagságát befolyásolja az építési pontatlanság, a homlokzatburkolat „hullámossága", síkugrása, illetve a fentebb említett, többlet-hőszigetelés elhelyezése. Sokszor fölöslegesen nagy légrétegvastagság kerül kialakításra, ami az átszellőzéssel járó kedvező tulajdonságokat csökkentheti.

Az átszellőzést jelentősen befolyásolja a be- és kiszellőzés kialakítása is. A be- és kiszellőzés mértékét gyakorlati tapasztalatok, illetve kutatások alapján határozták meg: 20 m² falfelületen 7500 mm² szellőzőnyílást kell kialakítani, a be- és kiszellőző nyílás mérete egyezzen meg.

A BURKOLAT

Természetesen jelen cikk keretei nem engedik meg az „összes homlokzatburkolat" tárgyalását.

Azonkívül, hogy felsoroljuk a főbb homlokzatburkolati anyagokat, kicsit részletesebben azokkal a mind megjelenésében, mind kialakítási módjában újszerű burkolatokkal kívánok foglalkozni, amelyek talán a jelenlévők számára is újdonságot jelentenek.

A homlokzatburkolatok anyaguk szerint a szerkesztési lehetőségek függvényében az alábbiak lehetnek:
1. Tömör homogén falak (1.a ábra) burkolata:

• vakolat, hőszigetelő vakolat, vakolatdísz, festékek;
• a fallal együttfalazott kváderkő, kőburkolat, műkőburkolat, tégla vagy ragasztott mozaik, kerámia.

2. Réteges falak (fal + hőszigetelés) burkolata (1.b ábra):

• hőszigetelő rendszerű vakolat, ragasztott kő-, kerámia burkolat vagy „téglaszeletke".

3. Paneles épületek, maghőszigetelt falak (1.d és e ábra)

• beton, tégla nyersen, festve vagy vakolva, egyéb.

4. Szerelt homlokzatok tömör falon vagy vázas épületen (2., 3.a ábra)

• kő-, műkő-, tégla-, kerámia-, fa-, építőlemez-, műanyag-, üveg- és különböző fém (alumínium, rozsdamentes acél stb.) burkolatok, kéregpanel, stb.

HOMLOKZATKÉPZÉSEK ÚJSZERŰ MÓDON

Az alábbiakban néhány érdekes, nem szokványos burkolatot mutatok be, melyek a szokásos kialakításokkal szemben eltérő megfontolásokat, új követelményrendszereket igényelnek, illetve ezekkel kapcsolatban néhány megfontolandó gondolatot is felvetek.

Ultravékony palakő homlokzat

A korábban is alkalmazott természetes kőburkolatok tartós, szép megjelenésűek, a megfelelően megtervezett, kivitelezett és karbantartott burkolat hosszú évtizedekig nagyvonalú eleganciát nyújt az épületnek. A kövek vastagsága általában 2-3 cm. Rögzítésük különleges, három irányú beállítást biztosító, tartós anyagú (rozsdamentes acél) vázszerkezet.

Létezik egy újszerű kő homlokzatburkolati rendszer, amely a természetben található „kő" anyaggal takarékoskodik, nem igényel drága vázszerkezet. Ez egy vékony „kőfurnér" burkolat, amely a természetes pala különböző rétegeinek szétválasztásával jön létre. A burkolóelem külső felülete 4 mm vastag természetes pala, míg a belső oldala áttetsző üvegszál-erősítésű műgyanta vagy természetes rost. Rögzítése speciális ragasztással történik.

Manapság egyre gyakrabban fordul elő, hogy a beruházók költségcsökkentés vagy egyéb okok miatt a réteges falak külső oldali hőszigetelésére (általában expandált polisztirol hab) közvetlenül kívánják a kő, kerámia, esetleg építőlemez burkolatokat ragasztani. A ragasztott homlokzatburkolat épületszerkezeti kialakításával kapcsolatban csak egy-két lényeges dologra szeretném felhívni a figyelmet [8]:

• a ragasztott burkolatot megfelelő tágulási hézaggal ellátott mezőkre kell osztani;
• a burkolat síkváltásainál, a sarkoknál mindig tágulási hézagot kell készíteni (DIN18515);
• a tágulási hézagokat vízzáróan, UV-sugárzás álló, tartósan elasztikus anyaggal kell hézagolni (fuga háttámasz beépítése mellett);
• minden esetben nedvességtechnikai vizsgálatok szükségesek.

Elemes (függönyfal) homlokzat (unitized system)

Elemes (függönyfal) homlokzatkialakításra magyar példa a Soroksári út és Duna-part között a hasonló rendszerrel készült Vodafon Székház mellett a Finta és Társai tervezte nemrég elkészült K&H épületek homlokzati kialakítása (homlokzat tervező: Stocker György). Az épület 24 000 m² felületű homlokzatain belül a legnagyobb felületet, mintegy 7500 m²-t előregyártott úgynevezett elemes szerkezeti rendszerből készítették. Ez a kialakítás a homlokzatépítés jelenleg legkorszerűbb módszere, mely a magasházak, a nagy felületű épületek jellemző szerkezete [9]. Az üzemben előállított szerkezet precíz és minőségellenőrzött. Az üzemben gyártott elemeket a helyszínre szállítást követően emelik be a helyükre, ott rögzítik, csatlakoztatják a szomszédos elemhez. Ezáltal a helyszíni szerelés élőmunkaigényét és a hibalehetőségeket a minimumra csökkentve a kivitelezés gyorsasága növelhető, az állványozás elmaradásával a költségek csökkenthetők.

Az irodaépület homlokzatán ezen elemes szerkezet több fajtája is megjelenik:

• üvegezett homlokzatelem szélálló árnyékolóval,
• üvegezett homlokzatelem fémlemez párkánnyal,
• kéthéjú homlokzat belső elemeként, a külső héj pontmegfogásos üvegszerkezet – a kéthéjú homlokzatok esetén alul gépi mozgatású üveglamellákkal a levegő bevezetését, míg felül a kivezetését biztosítják, így energia tekintetében teljesítményfokozónak tekinthetők.

Mozaikszerű homlokzat

Franciaországi példa a neves japán építész, Kengo Kuma által tervezett művészeti központ épülete (1. kép), melynek homlokzata mozaikszerű fa, fém, üveg és szálerősítésű cement anyagok kombinációjával készült, a szürke színek számtalan változatával. A szálerősített cementburkolat megfelelő alkalmazással hosszú élettartamú, csekély karbantartást igénylő, elegáns megjelenést nyújthat.

Felfújható légpárnás homlokzat

Enric Ruiz-Geli által tervezett barcelonai MEDIA_TIC vizuális kommunikációs központ (2. kép) megjelenésében és az alkalmazott technológiákban a high-tech szellemiségét tükrözi. Az épület különleges szerkezetét négy rácsostartó keret alkotja, ezekre feszítették ki a homlokzatot tartó fémhálót. A fémhálóra ETFE (etilén-tetra-fluoro-etilén) fóliából készült felfújható elemek kerültek. Az épület 20%-kal kevesebb energiát használt fel ahhoz képest, mintha üveghomlokzattal készült volna. A fólia megszűri a napsugarakat, átengedi a fényt, könnyű, rugalmas, öntisztuló, nagy szakítószilárdsággal rendelkezik.

A fóliával könnyen kialakíthatók a különböző geometriai formák. A felfújható homlokzat három rétegből áll. Az első átlátszó, míg a másik kettő mintázatának köszönhetően felfújva árnyékolóként működik. A levegő a rétegek között igen jó hőszigetelő. A felfújt levegővel könnyen változtathatóak a homlokzat tulajdonságai. Az épület különböző tájolású homlokzataira különböző kialakítású felfújható elemek kerülnek (háromszögletű, illetve csöves kialakítású légpárnás). Ez előtt a technológia előtt még széles lehetőségek állhatnak, különösen, ha Fernezelyi Sándor „Az építészet fejlődésének egy lehetséges iránya" című publikációját [10] is figyelembe vesszük. Ebben az esetben a szerkezetépítéshez használják a hasonló, felfújható elemeket.

Zöldhomlokzatok

A futónövényekkel kialakított zöldhomlokzatok (3. kép) mellett az újszerű, függőleges gyökérzónás növényburkolatok is építészeti eszközzé váltak. A zöldhomlokzatok legfontosabb ökológiai előnyei, a városi klímára gyakorolt kedvező hatásai (például pormegkötés) mellett épületszerkezeti szempontból a téli energiaveszteség, a nyári hőterhelés csökkentése jelentős. A vertikális elhelyezkedésük miatt a zöldhomlokzatoknak külön tartószerkezetre van szükségük, mely az átszellőztetett homlokzatburkolatokhoz hasonlóan lehet alumínium, rozsdamentes acél. A vázszerkezetre különböző típusú rendszerek (leggyakrabban ültetőközeggel töltött kazettás vagy filces rendszerek) kerülhetnek integrált öntözőrendszerrel szerelve. Ezen kialakításmódú zöldhomlokzatok nagy előnye a növényzet variálhatósága, melyek az életciklusnak megfelelő megjelenésükkel éveken át szemet gyönyörködtető és megnyugtató környezetet teremtenek. [11, 12]

A zöldfalak és zöldtetők továbbgondolásával jönnek létre magasházak esetén a „sky farm"-ok vagy „Green Skyscraper"-ek, melyek egyik példája a milánói „Bosco- Verticale" (4. kép), azaz a „függőleges erdő". A 28 cm vastag falakkal, 1,3 m magas mellvédekkel, teraszosan kialakított két toronyépület (76 m és 110 m) közel egy hektárnyi erdőnek ad otthont számos fafajta (fanyarfa, bükkfa, stb.), 5000 bokor, aljnövényzet elhelyezésével. A növényzetet tisztított szennyvízzel öntözik. A növényzet telepítése az építési költségek mintegy 5%-át tette ki.

Homlokzat drótszövött hálókkal

Nagy termékválasztékát kínálják olyan szőtt dróthálónak, melyek magas esztétikai értéket és műszaki tulajdonságot ötvöznek. A drótháló a nézőpont szögétől és a körülvevő fényviszonytól függően mindig más és más megjelenést biztosít. A háló anyaga korrózióálló, magas minőségű rozsdamentes acél, jellemzően molibdénnel ötvözve. A háló megjelenése rendkívül gazdag lehet.

Fel kell hívni azonban a tervezők figyelmét arra, hogy ez a fajta homlokzat nem ad teljes felületi takarást (lásd Groupama Aréna), így nem mindegy, hogy milyen szerkezet van a háló mögött (csapóeső-, UV-sugárzás-állóság stb.)

A legújabb fejlesztés eredményeképpen a dróthálót egyesítik a LED technológiával és már át is térünk az intelligens, multimédiás homlokzatokra.

Médiahomlokzat

A médiahomlokzat igazi 21. századi jelenség, amelyben a technikai fejlődésnek köszönhetően hatalmas lehetőségek rejlenek. A számítástechnika, a művészeti összhatás illetve a médiaművészet-építészet összhangja a cél. A medi és architecture szavak összevonásával keletkezett az új mozgalom melynek neve: MEDATECTURE.

A különböző próbálkozások (kivetítés, pneumatikusan működtetett fémlapos megjelenítés) után a LED technológiát alkalmazó homlokzatok megjelenése kezd elterjedni (5. kép). A LED-technológiát egyesíthetik üveghomlokzatokkal vagy például fémhálóval. A világítóelemek fénye visszatükröződik a háló fémfelületéről, érdekes, csillámló hatást hozva létre, vagy a világtóelemek sűrűbb elhelyezésével a fény kifelé sugárzik. Az így burkolt házak homlokzata nagyon fémesen csillogó, sötétedés után viszont káprázatos fényjátéknak adja át a helyét.

A fénnyel óvatosan kell bánni: az energiaszempontok mellett az sem elvetendő, hogy ma már a városok jelentős fényszennyezést jelentenek.

Függöny vagy szobor

Barcelonában nem rég adták át Toyo Ito japán építész által tervezett apartmanszállodát (6. kép), ami a Gaudí által tervezett Casa Mila közelében található. A Gaudí-épület meghatározó hullámzó karakterével, egyéni, organikus kovácsoltvas korlátaival utánozhatatlan momentum, aminek modern tükröt állít a szálloda homlokzata. A perforált fémfüggöny a belátást valamelyest gátolja, de nem ez a fő funkciója. Ez egy olyan applikáció, ami nélkül lehet ugyan házat építeni, de akkor ez az épület ugyanolyan maradna, mint a többi. Egyéni válaszról van tehát szó, sajátos, szabadon engedett gondolkodásmódról. Elhitték a tervezőnek, megtervezték, kivitelezték, kifizették.

Tömegformálásból adódó különleges homlokzatok

A 7–11. képek olyan épületeket mutatnak, ahol a homlokzaton alkalmazott anyagok szokásosnak tekinthetők, azonban a tömeg-formálásból adódóan különleges helyzetben jelennek meg, így a cikk legelején említett fő szerkezettípusonkénti követelmények össze-mosódnak, gondos szerkezettervezést igényelnek.

ÖSSZEFOGLALÁS

Szakmánkban is tapasztalható hallatlan gyors fejlődés (új anyagok, új technológiák, új elvárások, stb.) az építészeket egyre nagyobb kihívások elé állítják. A szigorodó előírások, mint hőtechnika, tűzvédelem akusztika, stb. új szabványok, szabályozások, előírások kielégítése nem könnyű feladat. Azonban a követelmények ismerete esetén az új technológiák az építészeti formaképzésben különleges lehetőségeket nyithatnak.

Dr. Preisich Katalin
CSc egyetemi docens, c. egyetemi tanár
BME Épületszerkezettani Tanszék