Egy épület tervezése során, a tömeg- és téralakítást követően, a síkokat szerkezetekkel és rétegekkel helyettesíthetjük. Általános tendenciának látszik, hogy míg a főbb tartószerkezeteket és rétegrendeket viszonylag egyszerű megtervezni, addig a kiegészítő szerkezetek megtervezése már nehezebb esztétikai feladvány lehet. Ebben a problémakörben jelennek meg a gépészeti vezetékek, melyek jellemzően szembemennek az építészeti esztétikai elvárásokkal és jelentősen befolyásolják az épület megjelenését. A magastetők vízlevezetése is ide tartozik, főleg az eresz és lefolyócső elhelyezése, illetve e szerkezetek elrejtése, mely kihívás elé állítja a tervezőket, a műszaki szaktervezők pedig jelenleg csak feltételezésekre, valamint tapasztalatokon alapuló becslésekre kénytelenek hagyatkozni.
A magastetők múltja és jelene
A népi építészetben nem jelent meg az ereszcsatorna-rendszer. Ennek sok oka lehetett; a témához kapcsolódóan a legfontosabb az, hogy a természetes anyagú héjalásokkal szinte lehetetlen ezeket kialakítani. Hiányukat az eresz túlnyúlásával kompenzálták, a csapadék által okozott károkat rendszeres karbantartással javították, illetve az is enyhítette a problémát, hogy a tetőtér sem volt beépített.
A Kisalföld népi építészete (Skanzen)
A „Kádár-kocka”
A 20. századi lakóépületekben már mindenhol megjelent a lefolyócső, s ezzel a karbantartási igény csökkent. Az eresz túlnyúlása miatt hattyúnyakkal visszahozták a lefolyócsövet a fal mellé, mely a használhatóság és a fenntarthatóság szempontjait részesítette előnyben.
A nagyobb, reprezentatívabb épületeken viszont látható az a törekvés, hogy a lefolyócsövet elrejtse a tervező. Budapest belvárosában látható, hogy az eklektikus épületek telekhatárain, a homlokzat megbontása nélkül vannak levezetve az ejtőcsatornák. Ahol ez nem volt lehetséges, ott padláscsatornát építettek be. Ezeknél az épületeknél viszont megfigyelhető, hogy a karbantartás hiánya és a beépített anyagok minősége miatt a belső csatornák, attikacsatornák, különböző bádogosszerkezetek szinte kivétel nélkül tönkrementek és -mennek, mégpedig olyan helyeken, ahol nem látjuk, nem tudunk róla.
A kortárs építészet hasonlóképp gondolkozik, legfőképp reprezentatív középületektől nagyobb villaépületekig. Divatos lett a „látványra szerkesztett tető”, ahol nemcsak a lefolyócsövet, hanem minden egyes kiegészítő szerkezetet el kell rejteni.
A magastetők és a vízlevezetés tervezése
A mai magastetők tervezési kötöttségének több rétege van. Egyrészt jogszabályok, szabályzatok rendelkeznek arról, hogy egy telken milyen épületforma, és ebből adódóan milyen magastető tervezhető. Másrészt fontos az építészeti irányzat – vagy ha úgy tetszik, „építészeti divat” –, mely a tervező kreativitásán és a megrendelő elképzelésein múlik. Ez szorosan összefügg az épített környezettel, vagyis azzal, hogy illeszkedik-e a szomszédos épületekhez a tervezett épület.
Villa a budapesti Andrássy út 121. alatt, 1882
Rejtett eresz- és padláscsatorna szerkezeti ábrái (Sándy Gyula –Épületszerkezettani táblák)
Új anyagok megjelenésével és a tervezők kísérletezésével természetesen folyamatosan változnak az igények, és a magastetők formavilága is leköveti e változásokat. Ebbe a kategóriába tartoznak az úgynevezett burkolt tetők is,1 ahol a modellszerű épületeken szinte semmilyen kiegészítő szerkezet nem jelenik meg.
Hill House – Los Angeles, USE, 2008 (tervező: Johnston Marklee & Associates)
Farmrekonstrukció – Roeselare, Belgium, 2012 (tervező: Buro II & Archi+I)
A legfőbb kérdés tehát: rejtett módon hol tudom levezetni a csapadékvizet? Ahhoz, hogy megválaszoljuk a kérdést, ismernünk kell, mitől függ a vízlevezetésünk. A tetőidom, illetve a tető formája determinálja a vízlevezetés lehetséges helyét. Az eresz vonalán csatornában tudjuk összegyűjteni a vizet, amit pontszerűen ejtőcsövekbe vezetünk. Ez bárhol lemehet, de célszerű az épület csatornahálózatához és lehetséges vízelvezetési pontokhoz tervezni. Ezt befolyásolhatja a környező vagy csatlakozó épület, mivel a csatlakozásoknál nem célszerű vizet levinni. Az viszont kimondható, hogy minél szabadabb az ereszvonal, annál kötetlenebb a lefolyócsövek elhelyezése. Ehhez természetesen szorosan kapcsolódik a homlokzat struktúrája, mely viszsza fog hatni a vízelvezetés elhelyezésére. Ezenfelül az éghajlat játszik fontos szerepet, hiszen a tervezett vízelvezető rendszert méretezni kell,2 mely függ a tető alapterületétől, a mértékadó csapadékvíz-terheléstől, illetve a záporintenzitástól, így a lefolyócsőnek lesz egy méretkorlátja, amit be kell tartani.
Irányelvek és szakmai konvenciók
A tervezett rétegrendtől függetlenül a mai héjalással rendelkező, beépített magastetők átszellőztetett,3 kéthéjú tetők – tetőlejtéstől és a magastetőkre ható igénybevételektől, valamint az ezekből adódó vízzárási követelményektől függetlenül. Így az az alapvelv, mely szerint hőszigetelt, egyhéjú, meleg tetőkön belső, míg kéthéjú, hideg tetőkön külső vízelvezetést alkalmazunk, itt is érvényes.
De mi történik, ha felborítjuk ezt az irányelvet? Amennyiben egyhéjú, meleg tetőt tervezünk, és külső vízelvezetést alkalmazunk, úgy a téli hólé befagyaszthatja a csatornánkat, és jégdugó alakulhat ki. A jég által eldugított lefolyócső egyrészt nem funkcionál, másrészt a jég feszítő hatása tönkreteheti a szerkezetet. Kéthéjú tetők belső vízelvezetésére viszont számítások és esettanulmányok lennének szükségesek, hiszen nem tudjuk, hogy mi történik a rejtett helyzetben lévő csatornánkkal.
Véleményem szerint fel lehet borítani az alapelveket, viszont az irányelvektől való eltérés mindig újabb és újabb problémás szerkezeteket szül. Érvényes tehát az az ökölszabály, hogy minél inkább eltérünk a szokványos szerkezetektől, irányelvektől és szakmai konvencióktól, úgy növekedik a beépítendő szerkezetek egyedisége, mennyisége, ára, valamint a később felmerülő problémák száma és karbantartási igények, melyeket a tervezés során igyekeznünk kell elkerülni. Emiatt a tervezőknek előre kell gondolkodniuk, az összes lehetséges problémaforrást fel kell térképezniük, majd válaszokat kell ezekre adniuk.
Rejtett lefolyócsövek tervezésének feltétele
Mielőtt megterveznénk vízlevezetésünket, tudnunk kell, melyik koncepció milyen következményekkel jár. Itt még a jó kérdések feltevése a legfontosabb, például: miért kell egyáltalán levinni, miért nem ejthetem le a vizet a tetőről levezetés nélkül? Ha le kell vinni, hogyan tudom a meglévő épület koncepciójával összhangba hozni? A válasz itt még nem is annyira fontos, mint hogy reális-e a feltett kérdés.
A tervezőket mindig az foglalkoztatja, hogy eltérhetünk-e a megszokott szerkezetektől, és ha megengedjük az irányelvektől és szakmai szabályoktól való eltérést, akkor milyen mértékben térhetünk el, valamint hogy ez milyen következményekkel jár. Hideg, átszellőztetett tetőknél a külső vízlevezetésről belső vízlevezetésre áttérni mindig kockázatot hordoz magában.
Az első és legfontosabb kérdés: mennyi időre tervezünk? Ez befolyásolja, hogy milyen szerkezeteket tervezünk, és milyen kialakításokat részesítsünk előnyben. A második: milyen anyagokat használunk a szerkezettervezés során, azokkal meddig fog működni a szerkezet? Szerkezeteink élettartamát megfelelő használattal, rendszeres karbantartással és helyes üzemeléssel növelhetjük, azonban úgy látszik, itthon a karbantartásnak nincsen kultúrája. A tendenciák azt mutatják, jelenleg a tervezett épületek szerkezeteinek élettartama csökken, az építészeti kultúra nem mindig számol karbantartással, így felesleges kockázatok kerülnek a tervekbe.
A kortárs építészet ma egyre kötöttebb kézzel tervez, rengeteg új jogszabály és rendelet gondoskodik arról, hogy a jól bevált részletképzések ma már ne működjenek. Az új utak új szerkezeti megoldásokat követelnek, amikből új szerkezettervezési megoldások következnek. A legfőbb cél, hogy ismerjük az üzemeltetői és karbantartási környezetet valamint hogy felismerjük, milyen kockázatokkal jár a csatornák elrejtése. A látható csatornák tervezési feltételei már ismertek; összefoglalom, hogy véleményem szerint mik a rejtett csatornák tervezésénél figyelembe veendő legfontosabb feltételek és igénybevételek.
1. A beépített szerkezetek élettartama egyezzen meg az épület tervezett élettartamával, annál ne legyen kevesebb.
2. Utólag hozzáférhető legyen, tervezett karbantartási helyekkel.
3. A lefolyócső anyaga legyen PE vagy PVC, kerüljük a rideg, nagy hőtágulással rendelkező anyagokat, mint az acél vagy TiZn.
4. A cső keresztmetszete legyen kör. A négyzet, vagy négyszög keresztmetszet növeli a kockázatokat.
5. A toldás és/vagy kötés történjen vízhatlan módon, hegesztett kapcsolatokkal. A tisztítás történjen mechanikus módon, amit a kapcsolatoknak ki kell bírniuk.
6. Ha tönkrement a szerkezet, jelezzen. Legyenek tervezett biztonsági intézkedések a leggyakrabban felmerülő hibák forrásainál. Ha cserélni kell, legyen cserélhető.
7. Dinamikus terheket képes legyen felvenni a szerkezet, legyen elhelyezési és mozgást biztosító hézag a csatlakozó épületszerkezeteink kapcsolatainál. A mozgó rögzítésekről és kapcsolatokról is gondoskodni kell.
8. Hőhídhatás ismerete, annak csökkentése, illetve teljes kizárása megfelelő egyedi betervezett szerkezetekkel.
9. Minden rejtett helyzetben lévő csatornának kettős védelmet kell biztosítani a szerkezetbe jutó nedvesség ellen.
10. Eltömődés esetén gépi tisztítás esetére minősítve legyen a lefolyócső.
A lefolyócső elrejtésének lehetőségei
A rejtett csatorna elhelyezése mindenképp függ a tervezett homlokzat anyagától és szerkezetétől, így ennek alapján próbáltam csoportosítani és értékelni őket. A tervezés háromdimenziós koordinációt igényel; elsődleges a vízszintes síkkoordináció, mely a fal szerkezetétől függ. Itt különbséget teszek látszó, rejtett, illetve beépített csatorna között, ahol a legfőbb különbséget az utólagos hozzáférhetőség jelenti. A falak közül a három legfőbb típust értékelem, az egyhéjú réteges, a maghőszigetelt, illetve a kéthéjú szerkezeteket.
1. Látszó lefolyócsövek
A látszó ereszcsatorna-rendszer körébe sorolom azokat az lefolyócsöveket, melyek vizuálisan megjelennek a homlokzaton. Ezen belül is van mód arra, hogy a tervezés során elrejtsük a bádogosszerkezeteket. A lefolyócsövek egyrészt kerülhetnek csatlakozó oromfalakba, negatív falsarkokba, másrészt kerülhetnek a homlokzat burkolatának síkjába [A]. Itt legfontosabb tervezési kérdés a hőhídmentesítés, ezáltal a fal anyaga és statikája, vagyis hogy csökkenthetjük-e a fal keresztmetszetét [B], valamint az energetika, azaz hogy mekkora vonalmenti hőhídhatással kell számolni. Választhatunk itt jobb hőszigetelő anyagot, a meglévő falrétegek vastagságának függvényében. A fal rétegrendje így nem kötött, azonban a lefolyócső környezetében a fokozott nedvességhatás és a csökkentett keresztmetszet hőátbocsátási tényezője lesz mértékadó. Általánosan kimondható, hogy minél vastagabb a falszerkezet, annál egyszerűbb a szerkezettervezési feladat.
Béres Szőlőbirtok és Pincészet – Erdőbénye, 2006 (tervezők: Anthony Gall, Pintér Tamás, Csaba Kata)
Közösségi ház – Sásd, 2011 (tervezők: Dévényi Sándor – Dévényi és Társa, Dévényi Márton, Gyürki-Kiss Pál – Marp)
2. Rejtett csatorna
Rejtett csatornák kerülhetnek egyhéjú és kéthéjú falakba. Kialakításuk és tervezési problémakörük hasonlít a látszó ejtőcsatornákhoz, hiszen ugyanúgy külső vízelvezetésű az ejtőcsatorna, tehát feltételezhetjük, hogy nedvesség éri a csatlakozó szerkezeteket. Legfőbb kérdés, hogy mivel tudjuk elrejteni a csatornát.
Rejtett lefolyócső síkkoordinációja
Kéthéjú falak esetén a homlokzat burkolata mögé rejthető a csatorna [C]. A légrésben elrejtett csatorna általános esetben legalább 10 cm-rel megnöveli a fal vastagságát, emiatt szintén be lehet süllyeszteni a fal síkjába [D]. Az épület geometriájától függően ezeket – kéthéjú falak esetén – célszerű például pozitív sarkokra vagy tervezett, szerelt lizénákba helyezni [E].
Egyhéjú falaknál a hőszigetelés síkjában elhelyezett csatorna tervezésére van lehetőség. Célszerű ebben a helyzetben olyan szerelhető burkolatot tervezni, melyet el lehet látni a tervezett épület megjelenésére alkalmas anyaggal (például vakolható építőlemez) [F].
Fontos megjegyezni továbbá, hogy feltételezhetően a csatorna mögötti hőszigetelés hővezetési tényezőjének jobbnak kell lennie, mint a tervezett hőszigetelésnek. Emellett a horonyban nedvesség elleni védelmet kell elkészíteni.
A szerelt szerkezetbe tervezhető szerelőnyílás a csatorna mozgásokat képes felvenni, valamint súlyosabb probléma esetén a fal kis részének bontásával javítható.
Kultúrcsűr – Nemesgörzsöny, 2015 (tervező: Csécsei Ákos)
Kékvölgy Waldorf Iskola – Pilisszentlászló, 2012 (tervező: Valkai és Fia Mérnöki Iroda Kft.)
3. Beépített csatorna
Beépített csatornákról általában egyhéjú hőszigetelt [I, J] vagy maghőszigetelt [G] falaknál beszélhetünk. A kialakítás előnye, hogy a csatorna nem látszik, valamint megtartható a szerkezet tervezett vastagsága megfelelő hőszigetelés megválasztásával.
Amíg az előnyökhöz szinte alig, hátrányokhoz számos érvet lehet felsorolni. Egyrészt elrejtünk egy csatornát, ami ellenőrizhetetlen, probléma esetén az értékes burkolat nagy felületű roncsolásos javítását vonja maga után. A csatorna így is feltételezhetően külső vízelvezetésből vált majd belső vízelvezetésre, tehát „hűtőcsőként” funkcionál, hőhidat okozva. Ennek érdekében kiegészítésként biztosan körbe kell hőszigetelni a lefolyót [H], valamint fűteni kell majd a csatornát – nem csak télen, 10-20 napig – az elfagyás ellen. Több nedvességet lehet feltételezni, mint általános esetben, párakivezetés viszont nincs. Emellett biztosan számolhatunk mozgásokkal, mozgási hézag viszont nem, vagy csak nehezen, kompromisszumokkal tervezhető.
Természetesen minden hátránya ellenére lehet tervezni beépített lefolyócsövet, de számolni kell a megnövekedett építési és üzemeltetési költségekkel. Az ejtőcső anyaga csak PE- vagy PVC-cső lehet, hegesztett toldásokkal, vízhatlanul csatlakoztatva. A hőszigetelés anyaga ebben az esetben csak nedvességet elviselni képes hőszigetelés lehet, például XPS vagy habüveg. Mindenképp kettős védelmet kell alkalmazni a teljes rendszerben, tehát az ereszcsatorna és a lefolyócső mögött is célszerű nedvesség elleni védelmet biztosítani. A hőszigetelés mögé nem célszerű bevinni a csatornát, ezzel is még nagyobb hőhidat okozva. Amennyiben ezt a megoldást tervezzük be, legyen tervezett nyitható vagy bontható homlokzati szakasz.
További kérdéskör, hogy hol tudom be- és kivezetni az ejtőcsatornát; a csatlakozási pont mindig külön intézkedést von maga után. Emellett a két dimenzióban való tervezés háromdimenzióssá válik, hiszen a tető vízelvezetési síkja, az ereszcsatorna és az alapozás is befolyásolja a síkkoordinációt.
Az ereszcsatorna lejtése miatt elfogyhat a hőszigetelés, célszerű az épület élét is lejtetni.
Hőszigetelés síkjába tervezett lefolyócső
Burkolattal elrejtett lefolyócső
Hőszigetelésbe épített lefolyócső lehetséges változatai
4. Egyéb megoldások
Kivételes esetekben el lehet hagyni az eresz- és ejtőcsatornát. Erre nincsen semmilyen szabály, azonban vízhozam függvényében, maximum kétszintes épületeknél és kis méretű tetőfelületeknél tisztasági kavicságyban lehet elvezetni a csapadékvizet. Emellett lehetséges a csatorna bevezetése az épületbe, mely a belső csatornához hasonló problémákat vet fel, hiszen miért vezetném be, majd újra ki a vizet – a cső mindkét áttörésnél hőhidat okoz.
További példák a „láthatatlan” vízelvezetésre
Laposa Bazaltbor Borászat – Badacsonytomaj, 2010 (tervező: Kis Péter Építészműterme Kft.)
Gilvesy Pincészet – Hegymagas, 2014 (tervező: Sagra architects)
Konklúzió
A lefolyócső és a kiegészítő szerkezetek igenis befolyásolják az épület megjelenését, melyet az építész tervezőnek már az épület koncepcionális tervezésénél figyelembe kell venni. A vízlevezetés ugyanis tervezési kérdés, ahol kevés az előírás, főként feltételezések, korábbi tapasztalatok vannak. Az, hogy valami 5-10 évet működött, nem jelenti automatikusan, hogy máshol, másik környezetben is annyit fog. Szükséges meghatározni, hogy hány évre tervezünk, és a lehetséges kockázatokat elemezni, a kiegészítő intézkedéseket, javítási lehetőségeket tervezni kell. A különböző szakágaknak, megrendelőnek és a tervezőknek együtt kell gondolkozniuk, közösen kell meghozniuk a döntéseket.
Kockázat szempontjából látható, hogy minél beljebb viszem a vízlevezetést, annál több kiegészítő intézkedést kell alkalmazni, és annál jobban meg van kötve a tervező keze, mind a megoldási lehetőségek, mind a várható költségek tekintetében.
Heincz Dániel mérnöktanár, BME Épületszerkezettani Tanszék
Dr. Dobszay Gergely egyetemi docens, tanszékvezető, BME Épületszerkezettani Tanszék
1. Dr. Dobszay Gergely – Burkolt tetők épületszerkezetei, PhD értekezés, 2011
2. MSZ-04-134, MSZ EN 612, DIN 1986-2 szabványok
3. Alátéthéjazatok tervezési és kivitelezési irányelvei, ÉMSZ, 2006
Képek forrása: archdaily.com, pinterest.com, epiteszforum.hu, hazai.kozep.bme.hu
Szaktanács
