Acélsárkány Mérnökiroda Bt.

A könnyűszerkezetes házak erős, mégis kis önsúlyú, vázszerűen összeállított teherhordó elemekből (többnyire oszlop-gerenda rendszerből), valamint a vázat kitöltő hőszigetelésből és azt borító burkolatból állnak. E konstrukció fő jellemzői a gyors kivitelezés, a könnyű alakíthatóság, és a jó hőtechnikai tulajdonságok.

Történelmi áttekintés
A könnyűszerkezetes házépítési mód hódító útja Észak-Amerikából indult, és Észak-Európa, majd Nyugat-Európa országai után az elmúlt pár évben Magyarországon is megjelent. Eleinte a könnyűszerkezetes épületeket kizárólag fából építették, azonban az 1940-es évektől megjelentek az acélvázas szerkezek is, és mára nagy teret foglalnak el a külföldi építőipar piacán.
A könnyűszerkezetes acélszerkezetek vékonyfalú, hidegen hengerelt vagy hajlított, horganyzott acél szelvényekből állnak, amelyekre jellemző, hogy a szelvény vastagságának és magasságának (b/t) aránya 50 és 200 között van.

Európa országaiban és hazánkban is eleinte ezeket a szelvényeket másodlagos szerkezetként alkalmazták, tető szelemenként vagy falvázként, amiknek feladata a burkolat megtámasztása és a terhek főtartószerkezetre való átadása volt. Amerikában azonban a népszerű faszerkezetek kiváltásaként, önálló teherhordó szerkezeti elemként alkalmazták az acélszelvényeket. Ebből adódóan ipari csarnokokat és többszintes épületeket egyaránt építettek a faszerkezetek építési módjával azonos elven.

Az utóbbi években ez a szemlélet nálunk is megjelent és reményeink szerint a hagyományos építési módhoz hasonlóan a könnyűszerkezetes, acélvázas építési mód is egyenrangú alternatívaként jelenik meg az emberek tudatában.

Szerkezeti kialakítás
Az épület vázszerkezetét hidegen hengerelt vagy hajlított, vékonyfalú tűzihorganyzott C, U, Z vagy speciális szelvényű profilok alkotják. A vázat ezekből a szelvényekből oszlop-gerenda rendszerben félmerev kapcsolatokkal alakítják ki, de a terheléstől, és a fesztávolságtól függően rácsos tartókat is alkalmaznak. A szelvények általában tömör gerincűek, de már megjelentek a könnyített gerincű elemek is. Jellemzőjük a moduláris kialakítás, azaz a könnyebb szerkeszthetőség miatt a vázat általában egy modulrendszerhez kötik, de az ettől való eltérés sem okoz problémát.

Az acélvázas épületek általában kétféle kialakításban készülnek. Egyrészt lehetnek acél szelvényekből felépített blokkos fal, tető és födémelemek, amiket előregyártanak, majd az építési helyszínen összeszerelnek, másrészt rúdelemekből összeállított, egymás mellé sorolt keretszerkezetek. Az előzőnek az üzemszerű gyártása kedvezőbb, az utóbbi bár több helyszíni kivitelezési munkával jár, de sokkal nagyobb a variálhatósága.

Az elemek csatlakozása, általában a szelvények gerinceinek (néhány esetben öveinek) helyszíni összecsavarozásával van kialakítva, de bizonyos csomópontokban hevederes megoldást alkalmaznak. A kapcsolóelemek legtöbbször önfúró-, néha metrikus csavarok, a kívánt kapcsolati teherbírástól, szelvénymérettől és vastagságtól függő számban és elrendezésben.

A kész vázra közvetlenül, vagy másodlagos szerkezet közbeiktatásával kerül a burkolat, ami igen változatos lehet: falburkolaton általában trapézlemezt, téglát és egyéb kőburkolatot vagy vakolatot alkalmaznak, a tetőn pedig acél cserepeslemezt, tapézlemezt vagy korcolt fémlemezt helyeznek el. Ezeket szintén önfúró csavarokkal rögzítik.

Tervezés
A könnyűszerkezetes épületek szelvényeire jellemző nagy karcsúság (b/t = 50-200) miatt az általános acélszerkezetektől eltérően bonyolultabb számítási eljárásokat kell alkalmazni. Ezeknél jelentős hatása van a különböző stabilitási jelenségeknek, mint lokális horpadás, térbeli elcsavarodó kihajlás, vagy egyszerű síkbeli kihajlás. Mivel a magyar szabvány nem ad útmutatást a vékonyfalú szerkezeti elemek méretezésére, ezért ezeket az Eurocode vagy egyéb amerikai szabvány segítségével kell tervezni.

Magyarországon többnyire komplett rendszerek (pl.:családi házak), vagy adott részmegoldások (pl.:tetőtér kialakítás) találhatók meg, amik ÉMI engedély kötelesek. Azonban ezek a rendszerek az egyedi épületeket és speciális szerkezeti problémákat már nem tudják követni, ezekhez egyedi tervezés szükséges. Cégünk célja, hogy a rendszerkorlátok ne akadályozzák a könnyűszerkezetes építési mód elterjedését, és a lehetőségekhez mérten bármilyen szerkezeti problémára megoldást adjunk.

Épületfizikai tulajdonságok
A könnyűszerkezetes házak hőszigetelő képessége általában jobb, mint a hagyományos szerkezetű épületeké. Ennek az oka az, hogy a vázat 15-20 cm vastag hőszigetelő anyaggal töltik ki, ami k = 0,25 W/m2K hőátbocsátási tényezőt is eredményezhet. Összehasonlításul egy 38 cm vastag kerámia falazóelemből készült fal hőátbocsátási tényezője ~ 0,45W/m2K körül van. Azonban különös gondot kell fordítani a váz és a csomópontok hőhídmentességére, ami a vázszerkezet elé épített önálló hőszigetelő réteg kialakításával érhető el.

A könnyűszerkezet sajátossága még a kisebb hőtároló kapacitás is, ezért érdemes nagyobb 60-110 kg/m3 testsűrűségű anyagokat alkalmazni. Ez tovább javítható az egyes szerkezeti rétegek számának növelésével is.

Tűzveszély
Tűzzel szemben a könnyűszerkezetes ház gipszkarton borítása a vastagságtól és rétegszámtól függően 20-40 perc tűzgátlást biztosít a tartószerkezetnek. A vázszerkezetet kitöltő ásványi anyagú hő- és hangszigetelések sem éghető anyagok, azonban az acélszerkezet hő hatására veszíthet szilárdságából.

Kivitelezés, felhasználás
A könnyűszerkezetes építési rendszerek általában száraz építési technológiával készülnek, melyek környezetbarát és természetes anyagokat használnak, amikhez gyors kivitelezési idő párosul. Nincs építési nedvesség, nincsenek hosszú száradási és kötési idők, továbbá a gépészeti munkák vésések és bontások nélkül elkészülhetők. A kivitelezés egésze szerelési jellegű, amelyhez speciálisan képzett szakemberekre van szükség, a nagy pontosságra való tekintettel.

A vékonyfalú szelvényekből álló teherhordó vázszerkezetet, előre gyártva vagy a helyszínen szerelve állítják fel az elkészített alaptestre, ami általában vékony lemezalap, vagy kisebb sávalap. A kis önsúly és az önmagában nem állékony váz miatt a merevítéseket már az elején el kell helyezni. Erre közvetlenül, vagy ha szükséges másodlagos szerkezeti elemek közbeiktatásával csavarozzák fel a kétoldali burkolatot, ami általában OSB lap, esetleg gipszkarton, vagy már a közvetlen külső burkolat (pl.: trapézlemez). A burkolati elemek közé kerül a hőszigetelés, ami így egy szendvics szerkezetet alkotnak.

Ilyen módszerrel készülhet családi ház, nyaraló, csarnok épület, garázs, több lakásos társasház, emeletráépítés vagy tetőtér beépítés. Lehetőség van többszintes épületek kialakítására száraz vagy nedves technológiás födémek építésével. Ez utóbbi egy acélgerendás, trapézlemezes vasbeton öszvérfödémet takar. Továbbá alkalmazható a már meglévő hagyományos épületek épületrészeinek, tetőszerkezetének vagy födémének acélvázas szerkezettel való beépítésére is. Utóbbit gyakran alkalmazzák másodlagos födémszerkezeteként, ha a régi hagyományos födém nem viseli el a tetőtér beépítés vagy az emeletráépítés terheit. Szintén lehetséges 10-15 méter fesztávolságú csarnokok építése, amit tárolásra, raktározásra, mezőgazdasági vagy ipari épületként használhatnak.

Összefoglalva a könnyűszerkezetes acélvázas épületek tulajdonságait, elmondhatjuk, hogy gyorsan, költségtakarékosan, jó hőtechnikai paraméterekkel rendelkező, emberléptékű épületeket lehet megvalósítani.

Előnyök:

Előre tervezett, illetve gyártott, ami nagy pontosságot tesz lehetővé minimalizálva a helyszíni munkaigényt
Gyorsan kivitelezhető
Rugalmas építési módszer, mellyel különböző funkciójú és megjelenésű épületek valósíthatók meg, akár új, akár meglévő épületek részeként is
Időjárástól függetlenül építhető (száraz-építési technológia), fagyveszély nem áll fenn
A kis súly és térfogat miatt kis szállítási és rakodási költséget eredményez
Kis gép- és szerszámigény
Könnyű gépészeti szerelhetőség
Olcsó alapszerkezet. A kis önsúly miatt meglévő épületekre ráépítésként jól alkalmazható, minimális plusz terhet jelentve a meglévő alaptestre
Az épületek utólag egyszerűen bővíthetők, átépíthetők, az eltakart vezetékek könnyen javíthatók
Kiváló a hő és hangszigetelő képességgel rendelkeznek
Tartós, időtálló horganyzott acélszerkezet

Hátrányok:

A teljes építési költség rövid időn belül jelentkezik
Az épület a napsütés hatására felmelegedett belső levegő hőmérsékletét megtartja, ezért célszerű az ablakokat árnyékolni. Klímás épületnél viszont csökkennek a nyári energia költségek is
A tervezés és a kivitelezés nagy szakértelmet igényel

[TETEJÉRE]