WUFI szimuláció olvasása: mit néz a szoftver, és mit bizonyít
A WUFI szimuláció ma az egyik leggyakrabban hivatkozott és leggyakrabban félreolvasott mérnöki dokumentum a homlokzatfelújítási ajánlatokban. Ez az írás végigveszi, mit vesz be a szoftver, mit számol, mit ad ki, és hol húzódik a határ a szimuláció és a mérés között. A példa egy valós, három éves futtatás: egy 1563-ból való salzkotteni műemlék ház falain, kontrollváltozattal. Végigszámoljuk a jegyzőkönyv peremfeltételeit az MSZ EN ISO 6946:2017 C melléklete szerint, megmutatjuk, melyik eredmény állja meg a helyét a szabvány keretei között, melyik nem, és melyiket olvasnák félre a legtöbben.
Tartalom — 9 fejezet
Ha egy homlokzati bevonat vagy vékonyrétegű rendszer ajánlatához „WUFI-eredmény" van mellékelve, a tervező két kérdéssel áll szemben. Az első: valóban higrotermikus szimuláció-e, amit kapott. A második: ha az, akkor pontosan mit bizonyít. A gyakorlat azt mutatja, hogy a második kérdést teszik fel ritkábban, pedig ez a fontosabb. A szimuláció kimenete ugyanis pontosan olyan jó, mint a bemenete: a numerikus modell nem mér, hanem következtet abból, amit beletettünk.
Ez az összefoglaló a MIG-ESP / DHMb bevonatrendszer hozzánk eljutott dokumentumanyagát használja példaanyagként, mert ritka lehetőséget kínál: van benne egy valódi, kontrollváltozattal futtatott, három éves higrotermikus szimuláció, és van benne több olyan dosszié is, amelyet „wufi" néven adnak tovább, holott stacionárius U-érték-lap. A kettő megkülönböztetése önmagában is gyakorlati érték, ezért a cikk erre is kitér. Elöljáróban rögzítjük a végeredményt is, hogy az olvasónak ne kelljen a záró szakaszig várnia: a vizsgált jegyzőkönyv szerkezete és nedvességtechnikai része rendben van, a hőátbocsátásra vonatkozó eredményei viszont a felvett felületi peremfeltételekből következnek, nem a bevonat mért anyagi tulajdonságából. Az itt szereplő U-érték- és hőáram-számokat ezért kizárólag az elemzés tárgyaként közöljük, és sehol nem használjuk termékteljesítmény-állításként.
Mi az a higrotermikus szimuláció, és mit modellez
A higrotermikus (hő- és nedvességtechnikai) szimuláció olyan numerikus eljárás, amely az épületszerkezeten belüli hőmérséklet- és nedvességmezőt együtt, egymásra csatolva, az időben lépésenként haladva számítja. A csatolás a lényeg: a nedvességtartalom megváltoztatja az anyag hővezetési tényezőjét (λ, W/mK) és hőkapacitását, a hőmérséklet-eloszlás pedig megváltoztatja a telítési gőznyomást, tehát a nedvességáramlás hajtóerejét. A két folyamat nem választható szét, márpedig a hagyományos épületfizikai számítások éppen ezt teszik.
A hazai tervezői gyakorlatban három, egyre részletesebb számítási szint különíthető el. Fontos tisztában lenni azzal, hogy melyik szint melyik kérdésre ad választ, mert a három nem helyettesíti egymást.
| Számítási szint | Szabvány | Mit ad ki | Mit nem tud |
|---|---|---|---|
| Stacionárius hőátbocsátás | MSZ EN ISO 6946:2017 | U-érték (W/m²K), rétegenkénti hőmérsékletprofil állandósult állapotban | Időfüggés, hőtárolás, nedvességtartalom-változás |
| Páradiffúziós (Glaser-) eljárás | MSZ EN ISO 13788 | Havi lépésközű kicsapódás- és kiszáradásmérleg, fRsi felületi kritérium | Kapilláris folyadéktranszport, csapóeső, napsugárzás, kiindulási beépítési nedvesség |
| Tranziens higrotermikus szimuláció | MSZ EN 15026:2023 | Óránkénti hőmérséklet-, relatív páratartalom- és víztartalom-eloszlás, kumulált hőáram | Semmit, ami nincs benne a bemenetben; nem mérés, hanem modell |
A WUFI (Wärme und Feuchte instationär) a Fraunhofer Institut für Bauphysik által fejlesztett programcsalád, amely a harmadik szintet valósítja meg. Az egydimenziós változat (WUFI Pro) a szerkezetet rétegsorként kezeli, a keresztirányú hatásokat (hőhidak, sarkok, csatlakozások) nem képezi le; ezekre a kétdimenziós változat (WUFI 2D) vagy célszoftver való. A modell alapját a Künzel-féle csatolt hő- és nedvességtranszport-egyenletrendszer adja, amelyben a nedvességáram hajtóereje a relatív páratartalom, illetve a gőznyomás.
Független forrás
A WUFI 5.0 alkalmas arra, hogy a tervezési fázisban előre jelezze a nedvességkockázatot favázas, jól szellőztetett légréteggel és belső párazáró réteggel épült falszerkezetekben; a 85 vak összehasonlítás többsége jó egyezést mutat a méréssel. A mért hőmérséklet azonban általában magasabb volt a számítottnál, ami a mért relatív páratartalmat a számítottnál alacsonyabbá teszi; a burkolat mögötti légrésben a mért relatív páratartalom mintegy 10–15 %-kal maradt el a számítottól.S. Olof Mundt-Petersen – Lars-Erik Harderup: Validation of a One-Dimensional Transient Heat and Moisture Calculation Tool under Real Conditions. Lund University, Building Physics; ASHRAE Buildings XII, 2013
Megjegyzésünk: Ez a legfontosabb független validációs hivatkozás a témában: öt svéd épület egymástól eltérő klímájú helyszíneken, 148 mérési pont, ebből 85 falban, 2008 és 2011 között, vakon (a mérési eredmény ismerete nélkül) számolva. A tanulmány két korlátot is kimond: 0,5–1 °C hőmérséklet-eltérés 2,5–5 százalékpont relatív páratartalom-eltérést okoz, és az átlagos vagy szabványos külső klímaadat elrejtheti a nedvességkritikus időszakokat. A validáció favázas, szellőztetett légréses falakra vonatkozik — tömör falazatra és vakolatrendszerekre nem terjeszthető ki automatikusan.
Bemenetek: klímaadat, rétegrend, anyagjellemzők, kezdeti nedvesség
Külső és belső klíma
A külső klímafájl óránkénti felbontású, és legalább a következőket tartalmazza: léghőmérséklet (°C), relatív páratartalom (%), közvetlen és szórt napsugárzás a vizsgált tájolásra és dőlésre vetítve (W/m²), csapóeső (mm/h), szélsebesség (m/s) és szélirány, valamint az ellensugárzás (atmoszférikus hosszúhullámú sugárzás). A gyakori formátum a .wac. Adatforrás lehet a METEONORM, illetve az MSZ EN ISO 15927-4 szerinti tesztreferencia-év. Magyarországon a tervezői gyakorlat Budapest, Debrecen, Pécs, Szombathely és Miskolc referenciaéveivel dolgozik; a fal tájolása és dőlése a klímafájlnál nem opcionális beállítás, hanem a számítás egyik legerősebb bemenete.
A belső klíma megadható mért adatsorral, az MSZ EN 15026 A mellékletében rögzített, külső hőmérséklettől függő sávval, vagy egyszerűsített szinuszgörbével. Az utóbbi a leggyengébb megoldás: éves szinuszos hőmérséklet- és páratartalom-lefutást feltételez, és nem tartalmazza a fűtési szezon valós nedvességterhelését, a szellőztetési szokásokat, a fürdőszobai és konyhai csúcsokat. Felújítási feladatnál ez a választás önmagában is korlátozza az eredmény érvényességét.
Rétegrend és anyagjellemzők
Minden rétegnél legalább az alábbi anyagjellemzők szükségesek. Ezek nem szoftverbeállítások, hanem szabványos laborvizsgálatok eredményei, és pontosan ezen a ponton dől el, hogy a szimuláció bizonyít-e valamit vagy sem.
- Testsűrűség ρ (kg/m³) és fajhő c (J/kgK) – a hőtárolás és a fáziseltolás alapja.
- Száraz hővezetési tényező λ (W/mK), és a nedvességfüggő átszámítás az MSZ EN ISO 10456 szerint.
- Páradiffúziós ellenállási szám µ (dimenzió nélküli), ebből a rétegvastagsággal az sd-érték (m) – vizsgálat: MSZ EN ISO 12572 (poháreljárás, száraz és nedves pohár).
- Nedvességtárolási függvény, azaz a szorpciós izoterma és a szuperszorpciós tartomány: w(φ) kg/m³ – vizsgálat: MSZ EN ISO 12571.
- Kapilláris vízfelvételi együttható Aw (kg/m²√s) és a szabad telítési víztartalom wf – vizsgálat: MSZ EN ISO 15148.
- Folyadékvezetési függvények (Dws nedvszívásra, Dww továbbelosztásra) – jellemzően Aw-ből származtatva.
- Felületi optikai jellemzők: rövidhullámú (napsugárzási) elnyelési tényező as és hosszúhullámú emissziós tényező ε.
Az öt hiányzó szám
A MIG-ESP / DHMb bevonatra a hozzánk eljutott dokumentumkorpuszban nem található akkreditált mérési jegyzőkönyv az MSZ EN ISO 12572 szerinti sd-értékre, az MSZ EN ISO 15148 szerinti Aw-re, az MSZ EN ISO 12571 szerinti nedvességtárolási függvényre és az MSZ EN ISO 10456 szerinti nedvességi átszámítási együtthatóra. Az ötödik hiány a hosszúhullámú, féltérbeli emissziós tényező (EN 15976 vagy ASTM C1371 szerint, öregítés előtt és után) — erre szintén nincs jegyzőkönyv. A CE-teljesítménynyilatkozat a hővezetési tényezőnél NPD-t, azaz nincs meghatározott teljesítményt deklarál. Ezek nélkül a bevonat rétegét és felületét a szimulációban felvett, nem pedig mért jellemzőkkel képezik le.
Nyitott kérdés
A bevonat páraáteresztő, és ezért gyorsítja a falszerkezet kiszáradását, jobban, mint a hagyományos bevonatok.A gyártói anyagok visszatérő állítása (MIG mbH / GreenMIG technológiai leírások)
Megjegyzésünk: Az, hogy egy ásványi, mészbázisú, porózus film páraáteresztő, anyagfizikailag magától értetődő. Az összehasonlító állítás azonban — hogy jobban szárít másnál — csak azonos módszerű, párhuzamos méréssel igazolható: a bevonatra és egy közönséges páraáteresztő mészfestékre elvégzett MSZ EN ISO 12572 és MSZ EN ISO 15148 vizsgálattal. Ilyen összehasonlító mérés a rendelkezésünkre álló anyagban nincs.
Felületi peremfeltételek
A rétegrend két végén a hőátadási ellenállások állnak: Rsi (belső) és Rse (külső), m²K/W. Az MSZ EN ISO 6946:2017 táblázatos értékei vízszintes hőáramra Rsi = 0,13 és Rse = 0,04 m²K/W. Kis emissziójú (low-e) felületnél a szabvány normatív C melléklete megengedi a részletes számítást, de csak a sugárzási tagon:
h = hr + hc, ahol hr = ε · hr0 és hr0 = 4 σ Tmn³
MSZ EN ISO 6946:2017 C melléklet, felületi hőátadási tényező
Forrás: MSZ EN ISO 6946:2017, C melléklet (normatív)
A képletben σ = 5,67 · 10⁻⁸ W/(m²K⁴) a Stefan–Boltzmann-állandó, Tmn az átlagos abszolút hőmérséklet (K), ε a felület féltérbeli emissziós tényezője. A konvektív tag nem szabad paraméter: beltéren, vízszintes hőáram esetén hci = 2,5 W/m²K, felfelé irányuló hőáramnál 5,0, lefelé irányulónál 0,7 W/m²K; kültéren hce = 4 + 4v, ahol v a szélsebesség m/s-ban. A C melléklet tehát a low-e felület figyelembevételét lehetővé teszi, a konvekció eltüntetését nem. Ebből egy egyszerű, fejben tartható korlát következik: a melléklet keretei között, tökéletes (ε → 0) felülettel is Rsi legfeljebb 1 / 2,5 = 0,40 m²K/W, Rse pedig 3,6 m/s szélsebességnél legfeljebb 1 / 18,4 = 0,054 m²K/W lehet.
Kezdeti nedvességtartalom
A futtatás induló állapota vagy az egyensúlyi (jellemzően 80 % relatív páratartalomhoz tartozó) víztartalom, vagy a valós beépítési nedvesség. Utóbbi felújításnál kritikus: egy átnedvesedett vályog- vagy tömör téglafal induló víztartalma nagyságrendekkel eltér a szárazétól, és a teljes eredményt eldönti. A jegyzőkönyvben a kiindulási és a végállapoti víztartalomnak egyaránt szerepelnie kell, kg/m² egységben, különben a kiszáradási tendencia nem értelmezhető.
A futtatás: több éves, óránkénti lépésköz
A szimuláció óránkénti lépésközzel halad, azaz egy hároméves futtatás 26 280 időlépést jelent, rétegenként több csomópontra. Ennek két gyakorlati következménye van. Az első: az első év eredménye jellemzően nem használható, mert a modell ekkor „felejti el" a felvett kezdeti állapotot; ezért a szakmai gyakorlat legalább három, gyakran öt év futtatását és az első év elhagyását írja elő. A második: a megítélés nem az abszolút víztartalom-számokon, hanem a több éves trenden múlik.
A futtatás minimális beállításai, amiket a jegyzőkönyvnek közölnie kell
Klímafájl neve, forrása és éve; tájolás és dőlésszög; csapóeső-elnyelési tényező; belső klímamodell típusa; szimulációs időtartam és kezdődátum; kezdeti hőmérséklet és relatív páratartalom; a numerikus rács finomsága a felületek közelében; a felhasznált anyagadatbázis megnevezése rétegenként; és minden réteghez, amely nem az adatbázisból jött, a mérési jegyzőkönyv száma. Ha ezek közül bármelyik hiányzik, az eredmény nem reprodukálható, tehát mérnökileg nem ellenőrizhető.
Kimenetek: víztartalom, felületi hőmérséklet, száradási tendencia
A tranziens szimuláció nem egyetlen számot ad, hanem idősorokat. A tervezői döntéshez az alábbiak lényegesek.
- Teljes víztartalom (kg/m²) a szerkezetre és rétegenként, az idő függvényében – a legfontosabb kimenet: emelkedő, stagnáló vagy csökkenő-e a görbe éves összevetésben.
- Hőmérséklet- és relatív páratartalom-idősor a kritikus metszetekben (belső felület, hőszigetelés hideg oldala, régi vakolat és új réteg határa).
- Belső felületi hőmérséklet (°C), amelyből a felületi relatív páratartalom és a penészkockázat vezethető le.
- Kumulált hőáram (MJ/m²) adott időszakra, befelé vagy kifelé irányulva – ez a fűtési és hűtési energiaigény közvetett jelzőszáma.
- Ún. instacionárius U-érték: a szimulált hőáram és a hőmérsékletkülönbség hányadosának időbeli átlaga a megadott időszakra.
Sematikus magyarázó ábra — nem mérési eredmény
Hogyan fut le egy fal kiszáradása az időben
- kapilláris szakasz — a víz folyékony fázisban vándorol a felület felé
- diffúziós szakasz — a párolgási front befelé húzódik, a szárítás lelassul
- egyensúlyi tartomány — a fal a környezethez tartozó nedvességtartalmán áll be
A száradás nem egyenletes: az első szakaszban a víz még folyékony fázisban jut a felületre és gyorsan távozik, utána a párolgási front befelé húzódik, és a folyamat lelassul. A görbe nem nullához, hanem egy egyensúlyi nedvességtartalomhoz tart.
Forrás: A szakaszolás az épületszárítás bevett leírása (kapilláris és diffúziós szakasz). A tengelyek szándékosan jelöletlenek: konkrét lefutás csak mért nedvességtartalom-adatsorból rajzolható.
Az instacionárius U-értékkel óvatosan kell bánni. Nem szabványos hőtechnikai jellemző: nincs mögötte sem az MSZ EN ISO 6946, sem a 7/2006. (V. 24.) TNM rendelet szerinti definíció, értéke pedig erősen függ az átlagolási időszaktól, a tájolástól és a felvett belső klímától. Ugyanaz a fal más instacionárius U-értéket ad szeptembertől májusig, mint egész évre, és mást északi, mint déli tájolásban. Hatósági energetikai igazolásba, energetikai tanúsítványba vagy pályázati számításba nem vihető be. Összehasonlító elemzésre viszont — ha mindkét változat azonos időszakra, azonos klímával és azonos peremfeltételekkel készült — hasznos mutató.
Fáziseltolás, hőkapacitás, száradási tartalék: mit adnak és mit nem
A jegyzőkönyvekben gyakran szerepel három további mutató, amelyet érdemes a helyén kezelni. A fáziseltolás (h) azt adja meg, mennyi idő alatt ér át a nyári hőhullám csúcsa a külső felülettől a belső felületig; a belső oldali hőtároló képesség (kJ/m²K) azt, mennyi hőt vesz fel a szerkezet belső rétege 1 K hőmérséklet-változásra; a száradási tartalék (g/m²a) pedig egy egyszerűsített páramérleg eredménye, nem tranziens kimenet.
Mindhárom mutató a szerkezet tömegéhez és rétegrendjéhez kötődik. A fáziseltolást a falazat testsűrűsége és vastagsága, valamint a hőszigetelő vakolat adja; egy 0,4–0,6 mm vastag bevonat tömege és hőkapacitása a 20–40 cm-es falazathoz képest elhanyagolható, ezért a fáziseltolást érdemben nem befolyásolja. Ha egy dokumentum a fáziseltolás javulását a felületképzésnek tulajdonítja, az a kimenet félreolvasása. A száradási tartalék pedig azért nem szimulációs eredmény, mert havi átlagokkal, állandósult peremfeltételekkel dolgozó Glaser-típusú mérlegből származik — a tranziens futtatás megfelelője a víztartalom-idősor.
Hogyan lesz ebből döntés: mit fogadunk el, mit nem
A nedvességtechnikai megfelelőség megítélése három kritériumcsoportra bontható. Ezek egyike sem a bevonat teljesítményéről szól, hanem a szerkezet biztonságáról — a szimuláció alapvetően erre való.
- Nincs éves akkumuláció: a teljes víztartalom a második évtől kezdve nem növekszik évről évre. Ha a görbe monoton emelkedik, a szerkezet nedvességet halmoz, és a futtatási idő meghosszabbítása csak késlelteti a kudarcot.
- A kritikus metszetekben a relatív páratartalom nem tartósan 80 % felett. A penészcsírázás küszöbe a felületi relatív páratartalomnál, nem a harmatpontnál van; a tartósság és a hőmérséklet együtt számít (Sedlbauer-féle izopleta-eljárás, illetve a Viitanen-féle penészindex).
- A belső felületi hőmérséklet-tényező megfelel: fRsi = (θsi − θe) / (θi − θe). Az MSZ EN ISO 13788 az értékeléshez Rsi = 0,25 m²K/W-tal írja elő az U-érték újraszámítását; a követelményszintet nemzeti szabályozás adja, a német DIN 4108-2 az fRsi ≥ 0,70 küszöböt alkalmazza, és a hazai tervezői gyakorlat is ezt használja.
Amit egy szimulációs jegyzőkönyvben nem szabad elfogadni
Nincs kontrollváltozat, tehát a hatás nem viszonyítható semmihez. A két összehasonlított változat eltérő peremfeltételekkel (Rsi/Rse, klímafájl, belső klíma, futtatási idő) készült, tehát a különbség nem egyetlen okra vezethető vissza. A rétegek anyagjellemzőinél hiányzik a forrás, vagy a felvett érték nem mérésből származik. A jegyzőkönyv nem nevezi meg a készítőjét és nincs aláírva. Csak U-érték szerepel, víztartalom-idősor nem — ilyenkor a dokumentum nem higrotermikus szimuláció, hanem stacionárius számítás.
A regiszterben megtalálja a szegedi társasházra, a budapesti Indotec Weissre, a Kingspan szendvicspanelre és a KEF Tüzér utcára futtatott vizsgálatokat, valamint az egydimenziós hő- és nedvességtranszport-modell validálását — vagyis azokat a jegyzőkönyvtípusokat, amelyeket ez a cikk olvasni tanít.
Valós WUFI-jegyzőkönyvek a kutatási tárbanSzabványháttér Magyarországon: MSZ EN 15026 és MSZ EN ISO 13788
A tranziens higrotermikus számítás hazai szabványos kerete az MSZ EN 15026:2023, amely az épületszerkezetek és épületelemek nedvességátadásának numerikus szimulációját írja le. A szabvány nem egy konkrét szoftvert nevesít, hanem követelményeket állít: az egyenletrendszer alakját, a szükséges anyagjellemzőket, a peremfeltételek kezelését, és mellékletében egy analitikusan megoldott referenciafeladatot, amelyet a szoftvernek megadott tűréssel reprodukálnia kell. Aki szimulációt fogad be, jogosan kérdezi meg, hogy a felhasznált program ezt a validációt teljesíti-e.
| Hivatkozás | Tárgy | Szerep a szimuláció megítélésében |
|---|---|---|
| MSZ EN 15026:2023 | Nedvességátadás numerikus szimulációja | A futtatás módszertani kerete; validációs referenciafeladat |
| MSZ EN ISO 13788 | Felületi páralecsapódás és belső kondenzáció | fRsi-kritérium, havi mérleg; a szimuláció eredményének kontrollja |
| MSZ EN ISO 6946:2017 | Hőellenállás és hőátbocsátási tényező | A peremfeltétel (Rsi, Rse) forrása; C melléklet a low-e felületre |
| MSZ EN ISO 10456 | Anyagjellemzők, nedvességi átszámítás | A λ nedvességfüggő korrekciója |
| MSZ EN ISO 12572 / 12571 / 15148 | sd-érték / nedvességtárolás / Aw | A bemenő anyagadatok vizsgálati szabványai |
| EN 15976 / ASTM C1371 | Féltérbeli emissziós tényező | A low-e felvétel egyetlen elfogadható bemenete |
| MSZ EN ISO 15927-4 | Tesztreferencia-év | A klímafájl előállításának alapja |
| 7/2006. (V. 24.) TNM rendelet | Épületek energetikai jellemzői | A hatósági megfelelés kerete; ide tranziens U-érték nem vihető be |
| WTA 6-2 irányelv | Hő- és nedvességtechnikai folyamatok szimulációja | Németországban bevett jegyzőkönyvtartalmi elvárás |
Külön figyelmet érdemel, hogy a rendelkezésre álló jegyzőkönyvek német követelményszintekhez viszonyítanak: GEG 2020/24 Bestand (meglévő épületek határértékei a német épületenergetikai törvény szerint), GEG 2023/24 Neubau (új épület, a referenciaépület U-értékének 70 %-a), BEG Effizienzhaus 100 (a referenciakivitel U-értékének 115 %-a) és BEG Einzelmaßnahme (egyedi intézkedések műszaki minimumkövetelménye). Ezek magyar szabályozási megfeleléshez nem használhatók: a hazai követelményértékeket a 7/2006. (V. 24.) TNM rendelet mellékletei rögzítik, és a szerkezeti U-érték mellett a fajlagos hőveszteségtényezőre és az összesített energetikai jellemzőre is határértéket adnak. A német „sehr gut" minősítés tehát nem igazol magyar megfelelést.
A gyártó állítása
A bevonat a WinWatt vagy más energetikai szoftverben virtuális szigetelő rétegként (például 1 mm vastagságú, nagyon alacsony hővezetési tényezőjű rétegként) vihető be, és így az energetikai tanúsítványban figyelembe vehető.A magyar forgalmazói tanúsítási útmutató anyagai (MIG energetikai tanúsítási útmutató, MIG tanúsítási jogszabályi háttér)
Megjegyzésünk: Ezt az eljárást nem alkalmazzuk, és nem javasoljuk. A bevonat CE-teljesítménynyilatkozata a hővezetési tényezőnél NPD-t deklarál, azaz nincs deklarált teljesítmény. Deklarált λ nélkül felvett fiktív anyagjellemző hatósági számításba vitele a tanúsítvány adattartalmát alapozza meg valótlanul, ami a tanúsító és az adatot szolgáltató felelősségét egyaránt érinti, és energetikai pályázat esetén a támogatás visszakövetelését vonhatja maga után.
Egy valós jegyzőkönyv oldalról oldalra
Forrásdokumentum
WUFI Simulation 2 – Salinatorhaus Salzkotten
MIG mbH, Salzkotten · 2023 · Jelentés kelte: 2023. szeptember (230911 REPORT SIMULATION SALINATORHAUS 2)
Hároméves, egydimenziós higrotermikus szimuláció nyolc változaton: vályog favázkitöltés és történelmi tömör téglafal, meglévő és felújított állapotban, diszperziós festéssel (kontroll) és MIG-ESP bevonattal. Kimenetek: stacionárius és instacionárius U-érték, kumulált befelé irányuló hőáram (MJ/m²), kiindulási és három év utáni víztartalom (kg/m²). A dokumentum a készítőjét nem nevezi meg és nincs aláírva.
A vizsgált épület egy salzkotteni, védett műemlék, négyemeletes ház, amelyet a városi önkormányzat 2024. március 13-i projektdokumentációja szerint 1563-ban Friedrich Penning sókereskedő építtetett, és amely a település legrégebbi álló épített műemléke. A ház nyugati oldala vakolt tömör téglafal, a többi homlokzat favázas szerkezet vályog- és téglakitöltéssel; 2016/17-ben felújították, ma öt lakás található benne. A szimulációt tehát nem laboratóriumi mintafalra, hanem valóban létező, dokumentált szerkezetre futtatták le — ez a jegyzőkönyv erőssége.
A jegyzőkönyv bemenetei, ahogy a dokumentum közli
Sematikus magyarázó ábra — nem mérési eredmény
Az öt bizonyíték-fokozat, erősorrendben
1. MÉRT
Akkreditált vizsgálóhely mérési jegyzőkönyve, nevesített mérésvégzővel, műszerrel és jegyzőkönyvszámmal. Ez a legerősebb fokozat.
Példa: MFPA Weimar, Prüfbericht Nr. B 21.15.223.01
2. FÜGGETLEN
Szabvány, egyetemi vagy kutatóintézeti közlemény, jogszabály. Nem a mi termékünkre vonatkozik, hanem az általános épületfizikára — ezért erős, de közvetett.
Példa: MSZ EN ISO 10456, Fraunhofer IBP
3. SZÁMÍTOTT
Hő- és nedvességtranszport-szimuláció vagy táblázatos hőtechnikai számítás. Nem mérés: az eredményt a bemeneti anyagjellemzők és a felvett peremfeltételek határozzák meg, ezért mindkettőt megnevezzük.
Példa: Salzkotten, hároméves transzport-szimuláció
4. TAPASZTALAT
A tulajdonos, az üzemeltető vagy a tervező írásos beszámolója. Hiteles arra, hogy mit tapasztaltak — de nem műszeres mérés, ezért teljesítményadatot nem vezetünk le belőle.
Példa: Veresegyház, a tulajdonos írásos beszámolója, 2024
5. NINCS ADAT
Olyan állítás, amelyet a gyártói anyagok tartalmaznak, de nyilvános mérési jegyzőkönyvet nem találtunk hozzá. Közöljük, hogy létezik ilyen állítás, és megmondjuk, mi hiányzik a bizonyításához. Ezeket a magunk nevében nem állítjuk.
Példa: Pórusméret és porozitás
Az első fokozat a legerősebb, az ötödik azt jelenti, hogy nyilvános mérési jegyzőkönyvet nem találtunk. Az ötödiket a magunk nevében nem állítjuk — de kiírjuk, hogy létezik ilyen állítás.
Ugyanez a jelölés fut végig az egész oldalon: minden állítás mellett ott áll, milyen erős bizonyíték támasztja alá. Az ötödik fokozat azt jelenti, hogy nyilvános mérési jegyzőkönyvet nem találtunk — ezt is kiírjuk.
- Klímaadat: METEONORM, Bad Lippspringe (Salzkottentől mintegy 20 km), óránkénti .wac formátum.
- Belső klíma: WUFI szinuszgörbe.
- Tájolás: észak.
- 1. fal: 20 cm vályog favázkitöltés, kétoldalt 2 cm mészvakolat (az eredménytáblák ugyanezt a falat 24 cm-es vályogként fejlécezik — a két adat a dokumentumon belül nincs összhangban). 2. fal: 40 cm történelmi tömör tégla, kétoldalt 2 cm mészvakolat.
- Felújított változatok: külső oldalon MIG 262 alapozó és MIG M65 hővédő vakolat, belül 10 cm belső oldali fapuha rost hőszigetelő tábla.
- Felületi optika MIG-ESP: rövidhullámú elnyelés 0,1, hosszúhullámú emisszió 0,28. Diszperziós kontroll: 0,4 rövidhullámú elnyelés fehér festékre (DIN 4108-3 hivatkozással), 0,9 hosszúhullámú emisszió.
- Peremfeltétel MIG-ESP: Rse = 0,15 és Rsi = 0,24 m²K/W, a dokumentum szóhasználatával „ISO EN 6946 C melléklete szerint" számítva, 3,6 m/s szélsebességgel. Diszperziós kontroll: Rse = 0,04 és Rsi = 0,125 m²K/W.
- Szimulációs időtartam: 3 év. Az instacionárius U-érték átlagolási időszaka a dokumentum szerint szeptembertől májusig tart.
Két bemenet külön kiemelést érdemel. Az egyik dicséretes: a rövidhullámú elnyelésnél a jegyzőkönyv 0,1-et vesz fel, tehát 0,9 visszaverést, holott a napenergia sávjára vonatkozó akkreditált mérés ennél kedvezőbb; a dokumentum kifejezetten leírja, hogy hosszú távú biztonságból számol 0,9/0,1-gyel a 0,97/0,03 helyett. Ez konzervatív, védhető felvétel. A másik viszont ellenőrizhetetlen, és az egész hőtechnikai eredmény ezen áll: a 0,28-as hosszúhullámú emissziós tényező.
Akkreditált mérés
A MIG-ESP Außen minta féltérbeli spektrális reflexiója 0,965–0,980 az 500–1000 nm sávban, 0,927–0,964 az 1100–1600 nm sávban, és 0,64–0,88 az 1750–2500 nm sávban.MFPA Weimar (Materialforschungs- und -prüfanstalt an der Bauhaus-Universität Weimar), Prüfbericht Nr. B 21.15.223.01; Agilent Cary 5000 spektrométer, DRA 2500 integráló gömb
Megjegyzésünk: Ez a korpusz egyetlen akkreditált teljesítménymérése, és a napenergia túlnyomó részét hordozó hullámhossz-tartományra vonatkozik. Két korlátja van. Az első: északi tájolású falnál éppen ez a tulajdonság érvényesül a legkevésbé — a vizsgált szimuláció északra készült. A második: ez napsugárzási (rövidhullámú) reflexiómérés 2500 nm-ig, nem a szobahőmérsékletű hősugárzás 5–25 µm-es sávjában végzett emissziómérés. A jegyzőkönyv 0,28-as hosszúhullámú emissziós tényezője tehát nem ebből a mérésből származik.
Nyitott kérdés
A bevonat hosszúhullámú, féltérbeli emissziós tényezője 0,28.MIG mbH: WUFI Simulation 2 Salinatorhaus Salzkotten, 2023. szeptember (bemeneti adat, forrásmegjelölés nélkül)
Megjegyzésünk: A jegyzőkönyv ezt az értéket forrás és vizsgálati jegyzőkönyv megjelölése nélkül közli, és a gyártói terméklapok egymástól eltérő számokat adnak (0,15 és 0,315 között). A hozzánk eljutott anyagban nincs EN 15976 vagy ASTM C1371 szerinti emissziómérés, sem öregítés előtt, sem után. Ez azért lényeges, mert a jegyzőkönyv teljes hőtechnikai eredménye ezen az egy számon nyugszik: az Rsi és az Rse ebből származik. Összehasonlításul: a Fraunhofer IBP mérése szerint infravörös-reflektáló festékkel az emisszió reálisan 0,88-ról 0,65-re csökkenthető.
Az eredmények, ahogy a jegyzőkönyv közli
Az alábbi táblázat a jegyzőkönyv saját eredményeit adja vissza, változtatás nélkül. A hőátbocsátásra vonatkozó oszlopokat az elemzés tárgyaként közöljük — a következő szakaszokban tételesen megmutatjuk, mi következik belőlük és mi nem.
| Változat | Szerkezet | Bevonat | U (W/m²K) | Instac. U (W/m²K) | Kumulált hőáram 3 év (MJ/m²) | Víztartalom kezdet → 3 év (kg/m²) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| V4 | 24 cm vályog + 2×2 cm mészvakolat | diszperzió | 1,58 | 1,60 | −1 593 | 29,7 → 28,8 |
| V2 | ugyanaz | MIG-ESP | 1,09 | 0,86 | −873 (−45 %) | 29,7 → 28,0 (−3 %) |
| V3 | vályog + MIG 262 + M65 + 10 cm belső hőszigetelés | diszperzió | 0,296 | 0,32 | −317 | 32,3 → 32,1 |
| V1 | ugyanaz | MIG-ESP | 0,27 | 0,31 | −240 (−24 %) | 32,3 → 30,0 (−7 %) |
| V8 | 40 cm tömör tégla + 2×2 cm mészvakolat | diszperzió | 1,17 | 1,21 | −1 205 | 3,0 → 2,74 |
| V6 | ugyanaz | MIG-ESP | 0,926 | 0,77 | −741 (−39 %) | 3,0 → 2,32 (−18 %) |
| V7 | tégla + MIG 262 + M65 + 10 cm belső hőszigetelés | diszperzió | 0,278 | 0,296 | −296 | 5,6 → 5,24 |
| V5 | ugyanaz | MIG-ESP | 0,26 | 0,235 | −226 (−24 %) | 5,6 → 3,74 (−40 %) |
A gyártó állítása
Kétoldali ESP-vel a vályogfal U-értéke 31 %-kal, instacionárius U-értéke 46 %-kal javul; a történelmi téglafalnál 21 %, illetve 36 % a javulás. A már felújított falakon 9 %, illetve 6 %. A fal víztartalma három év után 3, 7, 18, illetve 40 %-kal alacsonyabb, mint hagyományos festéssel.MIG mbH: WUFI Simulation 2 Salinatorhaus Salzkotten, 2023. szeptember
Megjegyzésünk: A számok pontosan így szerepelnek a jegyzőkönyvben, és a hozzájuk tartozó abszolút értékek is közölve vannak — ez a dokumentum korrektsége. A hőátbocsátásra vonatkozó rész azonban nem a bevonat anyagi tulajdonságából, hanem a felvett felületi peremfeltételekből következik; ezt a következő szakaszban tételesen levezetjük, és ezért ezeket a százalékokat sem itt, sem máshol nem használjuk a termék teljesítményének leírására. A víztartalom-eredmény a jegyzőkönyv értékesebb fele, de az is a bevonat felvett — nem mért — páratechnikai adatain nyugszik. Két további belső következetlenség: a kumulált hőáram oszlopfejléce hároméves összegzésről szól, a téglafalhoz tartozó szöveges értékelés viszont három nyári hónapot említ; a vályogfal vastagsága pedig a bemeneti listában 20 cm, az eredménytáblákban 24 cm.
A peremfeltétel visszaszámolása
A jegyzőkönyv az Rsi és Rse értékét az MSZ EN ISO 6946:2017 C melléklete szerinti számításra hivatkozva adja meg, ezért a számítás ellenőrizhető. Belső oldalon, Tmn = 293 K és ε = 0,28 mellett hr0 = 4 · 5,67 · 10⁻⁸ · 293³ = 5,705 W/m²K, tehát hr = 0,28 · 5,705 = 1,597 W/m²K. Vízszintes hőáramra hci = 2,5 W/m²K, összesen hi = 4,097 W/m²K, ebből Rsi = 1 / 4,097 = 0,244 m²K/W. A jegyzőkönyvben szereplő 0,24 tehát a felvett emissziós tényezőből szabványosan levezethető.
Saját elemzésünk
A jegyzőkönyv belső oldali peremfeltétele (Rsi = 0,24 m²K/W) az MSZ EN ISO 6946:2017 C mellékletéből ε = 0,28 mellett pontosan visszaszámolható. A külső oldali Rse = 0,15 m²K/W ugyanakkor nem: 3,6 m/s szélsebességnél hce = 4 + 4v = 18,4 W/m²K, ehhez Tmn = 268 K és ε = 0,28 mellett hre = 1,22 W/m²K járul, tehát Rse = 1 / 19,62 = 0,051 m²K/W. A felvett 0,15 mintegy háromszorosa ennek.Saját ellenőrző számítás a jegyzőkönyv saját bemenő adataiból
Megjegyzésünk: A jegyzőkönyv ezt nem hallgatja el: kifejezetten leírja, hogy az Rse számításánál a szélsebesség hatását a MIG-ESP-re jellemzőnek tartott Knudsen-effektus miatt erősen csökkentették. Ez azonban tartományváltás: a Knudsen-effektus az anyagon belüli, nanométeres pórusokra vonatkozik, míg a hce a felület fölötti, milliméteres-centiméteres vastagságú termikus határréteg jellemzője. A C melléklet a konvektív tagot nem hagyja szabadon.
Mennyi marad az eredményből a szabvány keretei között
A visszaszámolás azért lehetséges, mert a kontrollváltozat szabványos peremfeltételekkel futott. A V4 változat U = 1,58 W/m²K, Rsi = 0,125 és Rse = 0,04 mellett. Ebből a szerkezet saját hőellenállása: R = 1 / 1,58 − 0,165 = 0,468 m²K/W. Ez a szám a bevonattól független, hiszen a 0,4–0,6 mm-es réteg saját hőellenállása a századrész nagyságrendjében sem jelenik meg. Erre a szerkezetre már ráilleszthetők a különböző peremfeltétel-felvételek.
| Felvett felületi jellemző | Rsi (m²K/W) | Rse (m²K/W) | U (W/m²K) | Megjegyzés |
|---|---|---|---|---|
| Táblázatos érték, a kontroll szerint (ε ≈ 0,9) | 0,125 | 0,04 | 1,58 | A jegyzőkönyv kiindulópontja |
| Mért festékbevonat-emisszió, ε = 0,65 (Fraunhofer IBP) | 0,161 | 0,047 | 1,48 | A C melléklet szerint, reális emisszióval |
| A jegyzőkönyv felvett emissziója, ε = 0,28 | 0,244 | 0,051 | 1,31 | A C melléklet szerint, de nem mért ε-nal |
| Elméleti határeset, ε → 0 | 0,400 | 0,054 | 1,08 | A C melléklet által egyáltalán megengedett szélsőérték |
| A jegyzőkönyv közölt eredménye (V2) | 0,24 | 0,15 | 1,09 | Az Rse nem a C mellékletből következik |
Hogyan kell ezt a táblázatot olvasni
A táblázat sorai nem termékteljesítmény-értékek, és nem is a bevonat U-érték-javulását adják meg. Azt mutatják meg, hogy ugyanazon a falszerkezeten mennyire tág mozgásteret ad a felületi emisszió felvétele: a C melléklet keretei között az U-érték 1,58-tól 1,08 W/m²K-ig változtatható anélkül, hogy a fal maga bármit is változna. Éppen ezért az emissziós tényező nem felvehető, hanem mérendő adat. Amíg nincs EN 15976 vagy ASTM C1371 szerinti, öregítés előtti és utáni emissziós jegyzőkönyv, egyik sor sem használható igazolásként. Ezt a mozgásteret a MIG-ESP / DHMb rendszer értékesítése során nem használjuk ki, és számszerű U-érték-javulást nem állítunk.
Egy dolgot mégis tisztességtelen volna elhallgatni: a jegyzőkönyvben szereplő 1,09 W/m²K gyakorlatilag megegyezik azzal az 1,08-cal, amelyet a C melléklet elméleti határesete (ε → 0) ezen a falon egyáltalán megenged. Vagyis a jelentett eredmény ezen a konkrét, hőtechnikailag nagyon gyenge falon nem lép ki a szabvány által elvileg megengedett tartományból — csak éppen a teljes elméleti low-e mozgásteret felhasználja, miközben a felvett emisszió 0,28, nem nulla, és nem mérésből származik. A jelenség önmagában is tanulságos: minél rosszabb egy fal, annál nagyobb hányadát adja a hőellenállásának a két felületi réteg, tehát annál nagyobb relatív hatása van a peremfeltétel megválasztásának. Egy jó falon ugyanez a beavatkozás elenyészik — ezt maga a jegyzőkönyv is megmutatja: a felújított, 10 cm belső hőszigeteléssel ellátott változatoknál a bevonathoz rendelt különbség már csak 9 %, illetve 6 %.
Saját elemzésünk
A jegyzőkönyv saját adatai szerint a vályogfalon a 10 cm-es belső oldali hőszigetelés U = 1,58-ról 0,296 W/m²K-ra viszi a szerkezetet, míg a bevonathoz rendelt változás 1,09-ig terjed. A nagyságrendi javulást a hőszigetelő tábla adja; a bevonathoz rendelt különbség a már felújított falon a jegyzőkönyv szerint is 9 % alatt marad.Saját elemzés a MIG mbH WUFI Simulation 2 Salinatorhaus jegyzőkönyv V1–V8 táblázatai alapján
Megjegyzésünk: Ez nem a bevonat elleni érv, hanem a helyes szereposztás megállapítása. A bevonat nem hőszigetelés és nem is helyettesíti azt; a rá vonatkozó, akkreditáltan igazolt teljesítmény a napsugárzás-visszaverés, a hozzá kapcsolódó nyári felületi hőmérséklet-csökkenés és a páraáteresztő, ásványi felületképzés.
A leggyakoribb félreolvasás: a felületi hőmérséklet
A két változat U-értékét látva kézenfekvőnek tűnik a következtetés, hogy a bevonatos fal belső felülete melegebb, tehát penészbiztosabb. Ez a következtetés két okból sem áll meg, és érdemes mindkettőt végigszámolni.
Az első ok: a modell saját peremfeltételeivel a felület nem melegebb, hanem hidegebb lesz. A belső felületi hőmérséklet θsi = θi − U · Rsi · (θi − θe). A V4-nél 20 − 1,58 · 0,125 · 25 = 15,1 °C, a V2-nél 20 − 1,09 · 0,24 · 25 = 13,5 °C. A bevonatos változat belső felülete tehát a modell saját logikája szerint 1,6 K-nel hidegebb — mert az U-érték javulása éppen az Rsi megnöveléséből származik, márpedig a nagyobb Rsi hidegebb belső felületet jelent. Ez a fizika iránya, és minden low-e alapú érvelésre igaz.
A második ok: a szabvány szerinti értékelésben ez a különbség szinte eltűnik. Az MSZ EN ISO 13788 a felületi hőmérséklet-tényezőt nem a tervezési U-értékből képezi, hanem az Rsi = 0,25 m²K/W-tal újraszámított U-értékből — éppen azért, hogy a bútorozás, a függöny és a sarokhatás miatti rosszabb belső hőátadást lefedje. A 0,25-ös érték a felvett low-e hatást a belső oldalon eleve felülírja, tehát a bevonat csak a külső oldali Rse-n keresztül tud hatni.
| Változat | R szerkezet (m²K/W) | Rse az értékeléshez | U az értékeléshez, Rsi = 0,25 (W/m²K) | fRsi | θsi 20/−5 °C mellett |
|---|---|---|---|---|---|
| V4 – diszperzió (ε ≈ 0,9) | 0,468 | 0,04 | 1,32 | 0,670 | 11,8 °C |
| V2 – MIG-ESP (felvett ε = 0,28) | 0,468 | 0,051 | 1,30 | 0,675 | 11,9 °C |
A számítás menete: R = 0,468 + 0,25 + 0,04 = 0,758 m²K/W, tehát U = 1,32 W/m²K, és fRsi = 1 − 1,32 · 0,25 = 0,670; a felületi hőmérséklet θsi = −5 + 0,670 · 25 = 11,8 °C. A bevonatos változatnál R = 0,468 + 0,25 + 0,051 = 0,769 m²K/W, U = 1,30 W/m²K, fRsi = 0,675, θsi = 11,9 °C. A különbség 0,005, azaz a kerekítés nagyságrendjében van, és mindkét fal messze elmarad a 0,70-es küszöbtől. Ez a kezelt, meglévő tömör fal valós helyzete: a felületi penészkockázatot ezen a szerkezeten sem a diszperziós festés, sem a bevonat nem oldja meg — arra hőszigetelés kell, amit a jegyzőkönyv felújított változatai meg is mutatnak.
Ebből következik egy állítás, amelyet nem teszünk
Nem állítjuk, hogy a bevonat a belső falfelület melegen tartásával előzi meg a penészedést. A fizika iránya ellentétes: minden Rsi-növekedés hűti a belső felületet, a szabványos értékelésben pedig a hatás a kerekítés szintjén marad. A penészcsírázás küszöbe egyébként sem a harmatpont, hanem körülbelül 80 % felületi relatív páratartalom; 20 °C-os, 50 %-os belső levegőnél ez mintegy 12,6 °C felületi hőmérsékletnek felel meg, míg a harmatpont 9,3 °C. Ha egy bevonat csökkenti a penészképződés esélyét, azt a falszerkezet kiszáradásán keresztül teheti — ezt viszont a bevonat mért páratechnikai adataival kellene igazolni.
Amit a jegyzőkönyv nedvességtechnikai része valóban megmutat
A víztartalom-eredmény a dokumentum értékesebb fele, és itt egy fontos részlet segít az értelmezésben: a tájolás észak. Északi falon a rövidhullámú napsugárzás-elnyelés különbsége (0,1 kontra 0,4) alig játszik szerepet, tehát a kiszáradási különbséget a modellben nem a visszaverés okozza. Ami marad: a bevonatréteg felvett páradiffúziós ellenállása és folyadéktranszport-jellemzői a diszperziós kontrollhoz képest. Ezek pontosan azok az adatok, amelyekre a korpuszban nincs akkreditált mérési jegyzőkönyv. A −3, −7, −18 és −40 %-os víztartalom-különbség tehát nem a bevonat mért szárítóképességét bizonyítja, hanem azt, hogy a modellben felvett anyagjellemzőkkel ekkora különbség adódik.
Saját elemzésünk
A négy változatpár víztartalom-különbsége abszolút értékben 0,8, 2,1, 0,42 és 1,50 kg/m² három év alatt. A legnagyobb relatív érték (−40 %) a legkisebb kiindulási bázison (5,6 kg/m²) keletkezik, ezért a százalékos és az abszolút olvasat eltérő súlyú.Saját számítás a Salinator-jegyzőkönyv 1.b, 2.b, 3.b és 4.b táblázataiból
Megjegyzésünk: Ez a megjegyzés nem cáfolat, hanem olvasási útmutató: a nedvességtechnikai eredményeket mindig abszolút értékben is meg kell nézni, mert a relatív százalék a kis kiindulási víztartalmú szerkezeteknél nagyra fut. Az is a dokumentum javára írandó, hogy a gyenge, −3 %-os eredményt ugyanúgy közli, mint a −40 %-osat.
Egy további megfigyelés a szimuláció-olvasás általános szabályát is illusztrálja. Mind a nyolc változatnál a záró víztartalom alacsonyabb a kiindulásinál, tehát egyik szerkezet sem halmoz nedvességet — ez a legfontosabb nedvességtechnikai kritérium, és mindkét felületképzéssel teljesül. A kontrollváltozat léte teszi ezt egyáltalán értelmezhetővé: ha a jegyzőkönyv csak a bevonatos futtatást közölné, ugyanezek a görbék semmit nem bizonyítanának, mert nem lenne mihez viszonyítani.
Amikor a „wufi" felirat nem szimulációt takar
A rendelkezésre álló anyagban a fenti jelentés az egyetlen valódi, kontrollváltozattal futtatott higrotermikus szimuláció. A többi, „wufi" néven kezelt dosszié — egy szegedi társasház vázkerámia falszerkezetei, egy klinkertéglás betonfal, egy ipari csarnok polisztirolos szerkezete és több szendvicspanel-változat — stacionárius U-érték-lap, német számítási felület megjelenítésével és DIN 4108-2 szerinti értékeléssel. Ezt nem nehéz felismerni.
| Ismertetőjegy | Stacionárius U-érték-lap (DIN 4108 típusú) | Tranziens higrotermikus szimuláció |
|---|---|---|
| Fejléc | „Wärmeschutz / Feuchteschutz / Hitzeschutz" hármas sáv, sehr gut–mangelhaft skálával | Klímafájl, tájolás, futtatási időtartam megnevezve |
| Klíma | Egyetlen állandó állapot: 20,0 °C / 50 % belül, −5,0 °C / 80 % kívül | Óránkénti idősor több éven át (pl. METEONORM, .wac) |
| Nedvességeredmény | „Tauwasser g/m²", „Trocknet … Tage", „Trocknungsreserve g/m²a" – Glaser-típusú mérleg | Víztartalom-idősor kg/m²-ben, kezdeti és végállapottal |
| Hivatkozási szint | BEG Effizienzhaus, BEG Einzelmaßnahme, GEG 2020/24, GEG 2023/24, DIN 4108-2 | MSZ EN 15026 szerinti számítási keret |
| Mit bizonyít | Stacionárius hőátbocsátás és egyszerűsített páramérleg a felvett peremfeltételekkel | A szerkezet több éves nedvességmérlegét a felvett anyagjellemzőkkel |
A megkülönböztetésnek gyakorlati tétje van. A szegedi dosszié például U = 0,32 W/m²K értéket ad egy vázkerámia falazatra 4 cm hővédő vakolattal és kétoldali bevonattal, és a lapon „Trocknungsreserve 6 418 g/m²a", valamint „Tauwasser 85 g/m²" szerepel. Ez érdemi információ — de nem szimulációs eredmény, és nem tartalmaz víztartalom-idősort. A dosszié számítási lapja emellett kifejezetten közli, hogy az Rse és Rsi értékét hci = hce = 0 mellett, a Knudsen-effektusra hivatkozva vették fel. Az ügyfél-azonosító adatokat itt szándékosan nem közöljük: a dossziék harmadik felek megrendelésére készültek.
A gyártó állítása
Azoknál az anyagoknál, amelyek Knudsen-effektust mutatnak, nem alakul ki konvekció, mert a pórusméret olyan kicsi, hogy a gázmolekulák mozgását a pórusfallal való ütközés uralja; ezért a felületi hőátadás számításánál hci = hce = 0 vehető fel. Így ε = 0,2 mellett Rsi = 0,88 és Rse = 1,15 m²K/W adódik, nyári kombinált klímánál Rse = 1,75 m²K/W.MIG mbH: Calculation according to DIN 6946 Anhang C / EN ISO 6946-2017 Annexe C (normative) – Method to calculate the surface thermal transfer resistance for low IR emission coating MIG-ESP
Megjegyzésünk: Az MSZ EN ISO 6946:2017 C melléklete a konvektív tagot rögzített értékként kezeli: beltéren hci = 2,5 W/m²K vízszintes hőáramnál, kültéren hce = 4 + 4v. Ebből következően a melléklet keretei között — tökéletes, ε → 0 felülettel is — Rsi legfeljebb 0,40, Rse pedig 3,6 m/s szélnél legfeljebb 0,054 m²K/W lehet. Megjegyzendő, hogy a Salinator-jegyzőkönyv nem ezekkel a 0,88 és 1,15 értékekkel dolgozott, hanem 0,24 és 0,15 értékekkel; a két dokumentum tehát egymással sincs összhangban.
Saját elemzésünk
Ha Rsi + Rse = 2,03 m²K/W minden szerkezetre igaz volna, akkor bármely, ezzel a bevonattal kezelt épületszerkezet hőátbocsátási tényezője legfeljebb 1 / 2,03 = 0,49 W/m²K lenne — egy egyrétegű üvegezés (U ≈ 5,8 W/m²K) is 0,49 alá kerülne, pusztán a festéstől.Saját ellenőrző okoskodás (redukció ad absurdum) a hci = hce = 0 felvételre
Megjegyzésünk: A gondolatmenet célja nem a termék minősítése, hanem annak megmutatása, hogy egy peremfeltétel-felvétel következményeit végig kell gondolni. Egy tervező ezt a próbát öt másodperc alatt elvégzi, ezért érdemes megelőzni.
A gyártó saját, angol nyelvű technológiai bemutatója a bevonat felépítését és a mögé képzelt működési elvet ismerteti: a rétegben lévő mikropórusok szerepét, a felület kis emissziójú viselkedését, és azt a gondolatot, hogy a szerkezet kiszáradása javítja a fal hőtechnikai teljesítményét. Ez utóbbi mag valós és szabványosított: a nedves falazat λ-ja lényegesen rosszabb a szárazénál, az MSZ EN ISO 10456 nedvességi átszámítása ezt kezeli is. A videó mint ismeretterjesztő anyag tehát hasznos: érthetővé teszi, mit gondol a fejlesztő a mechanizmusról. Bizonyítékként azonban nem használható: a mechanizmus-magyarázat nem helyettesíti a pórusméret-eloszlás mérését (BET-gázadszorpció vagy higanyos porozimetria), az emissziómérést (EN 15976 vagy ASTM C1371, öregítés előtt és után) és a páratechnikai vizsgálatokat. A cikk szempontjából a videó annyiban releváns, hogy a benne előadott elgondolás az, amelyet a szimulációk bemenő adatai megpróbálnak számszerűsíteni — anélkül, hogy a számokat mérés támasztaná alá.
Mit kérjen a tervező, ha szimulációt kap
A következő lista egy higrotermikus jegyzőkönyv befogadhatóságának minimuma. Ha bármelyik pont hiányzik, azt írásban kell pótoltatni, mielőtt az eredmény műszaki tervdokumentációba, kiviteli tervbe vagy energetikai számítás mellékletébe kerül.
- A szoftver neve és verziószáma, valamint nyilatkozat arról, hogy teljesíti az MSZ EN 15026 mellékletében szereplő validációs referenciafeladatot.
- A klímafájl megnevezése, forrása, éve és a mérőállomás; a vizsgált tájolás és dőlésszög; a csapóeső-elnyelési tényező.
- A belső klímamodell típusa. Szinuszgörbe helyett az MSZ EN 15026 szerinti, külső hőmérsékletfüggő belső klíma vagy mért adatsor kérendő.
- A futtatás időtartama (minimum három, ajánlottan öt év), a kezdődátum, valamint nyilatkozat arról, hogy az első év mint inicializálási időszak kiesett az értékelésből.
- A kezdeti hőmérséklet és víztartalom rétegenként, és ennek indoklása (egyensúlyi vagy valós beépítési nedvesség).
- Rétegenként a felhasznált anyagjellemzők teljes táblázata: ρ, c, λ, µ vagy sd, w80, wf, Aw. Minden olyan rétegnél, amely nem a szoftver adatbázisából származik, a vizsgálólabor neve, akkreditációs száma és a jegyzőkönyv száma (MSZ EN ISO 12572, 12571, 15148, 10456 szerint).
- A felületi peremfeltételek, azaz Rsi és Rse számszerűen, a levezetésükkel együtt. Ha low-e felületre hivatkoznak, kérendő az emisszió mérési jegyzőkönyve (EN 15976 vagy ASTM C1371, öregítés előtt és után), és ellenőrizendő, hogy a konvektív tag a szabvány szerinti rögzített érték-e.
- Kontrollváltozat, mindenben azonos peremfeltételekkel. Ha a két változat eltérő Rsi/Rse értékkel futott, a különbség nem tulajdonítható a vizsgált rétegnek.
- Víztartalom-idősor a teljes szerkezetre és a kritikus rétegekre, kg/m²-ben, grafikonon, valamint a kritikus metszetek hőmérséklet- és relatívpáratartalom-idősora.
- Az értékelés a három kritérium mentén: nincs éves akkumuláció; a kritikus metszetekben nincs tartósan 80 % feletti relatív páratartalom; az fRsi az MSZ EN ISO 13788 szerint, Rsi = 0,25 m²K/W-tal újraszámított U-értékből képezve megfelel.
- A jegyzőkönyv készítőjének neve, szakmagyakorlási jogosultsága, aláírása és a készítés dátuma.
A tervlapra ennek megfelelően nem az kerül, hogy „WUFI-szimulációval igazolt", hanem az, hogy melyik szoftverrel, melyik klímaadattal, milyen anyagjellemzőkkel és milyen kritérium mentén igazolt. A különbség felelősségi kérdés: az első megfogalmazás nem védhető meg egy szakértői vizsgálatban, a második igen. Ha a jegyzőkönyv szerzője nem azonosítható — mint a fenti, aláírás nélküli jelentés esetében —, a dokumentum tájékoztató háttéranyagként kezelhető, tervdokumentáció mellékleteként nem.
Összefoglalva
A higrotermikus szimuláció a nedvességbiztonság igazolásának eszköze, nem teljesítménybizonyíték. A rendelkezésünkre álló anyagban egyetlen valódi ilyen futtatás van, a salzkotteni műemlék házé: háromévnyi óránkénti számítás, kontrollváltozattal, közölt kezdeti és végállapoti víztartalommal — ez a dokumentum szerkezetét tekintve rendben van, és a nyolc változatból egyik sem halmoz nedvességet. A hőátbocsátásra vonatkozó része viszont a felvett felületi peremfeltételekből, végső soron egyetlen nem mért emissziós tényezőből következik, nem a bevonat mért anyagi tulajdonságából; a nedvességtechnikai része pedig a bevonat felvett — nem mért — páratechnikai adatain nyugszik. A bevonatra vonatkozó, akkreditáltan igazolt teljesítmény a napsugárzás-visszaverés (MFPA Weimar B 21.15.223.01), a hozzá kapcsolódó nyári felületi hőmérséklet-csökkenés, valamint a vékonyságból adódó geometriai előny műemléki és tagolt homlokzatokon. Ha a gyártó elvégezteti a négy hiányzó páratechnikai vizsgálatot és az emissziómérést, a WUFI éppen ezekkel a számokkal tudná korrekten, peremfeltétel-átírás nélkül modellezni azt a hatást, amelyről a mostani jegyzőkönyvek szólnak.
Gyakori kérdések
Mi a különbség a WUFI szimuláció és egy szokásos U-érték-számítás között?
Az U-érték-számítás (MSZ EN ISO 6946:2017) állandósult állapotot feltételez: egyetlen belső és egyetlen külső hőmérséklettel dolgozik, és nem veszi figyelembe sem a hőtárolást, sem a nedvességtartalom változását. A higrotermikus szimuláció (MSZ EN 15026:2023) ezzel szemben óránkénti lépésközzel, több éven át számolja a hőmérséklet- és nedvességmezőt egymásra csatolva, óránkénti klímaadatokkal, napsugárzással és csapóesővel. Az előbbi egy számot ad, az utóbbi idősorokat. Ha egy dokumentumban csak U-érték és „Tauwasser g/m²" szerepel, víztartalom-idősor nem, akkor stacionárius számítást tart a kezében, nem szimulációt.
Elfogadható-e a WUFI-eredmény magyar energetikai tanúsítványhoz vagy pályázathoz?
Nem, önmagában nem. A hatósági energetikai megfelelés kerete a 7/2006. (V. 24.) TNM rendelet, amely stacionárius, MSZ EN ISO 6946 szerinti U-értékekkel, fajlagos hőveszteségtényezővel és összesített energetikai jellemzővel dolgozik. A szimulációból származó úgynevezett instacionárius U-érték nem szabványos hőtechnikai jellemző, értéke függ az átlagolási időszaktól, a tájolástól és a felvett belső klímától. A higrotermikus szimuláció a nedvességbiztonság igazolására való, nem az energetikai megfelelés kimutatására.
Honnan tudom eldönteni, hogy a kapott jegyzőkönyv valódi szimuláció-e?
Öt jelet keressen. Van-e megnevezve klímafájl (forrás, mérőállomás, év) és tájolás. Van-e megadva a futtatás időtartama években. Van-e a kimenetek között víztartalom kg/m²-ben, kezdeti és végállapottal, lehetőleg grafikonon. Van-e kontrollváltozat, és azonos peremfeltételekkel futott-e. Végül: meg van-e nevezve és alá van-e írva a jegyzőkönyv készítője. Ha a lapon egyetlen állandó „20,0 °C / 50 %" és „−5,0 °C / 80 %" pár szerepel, valamint BEG Effizienzhaus vagy GEG hivatkozás, akkor stacionárius U-érték-lapot lát.
Mit jelent az, hogy a MIG-ESP páratechnikai adatai nincsenek megmérve?
Azt, hogy a szimulációban a bevonat rétegéhez tartozó páradiffúziós ellenállás, kapilláris vízfelvételi együttható és nedvességtárolási függvény felvett érték, nem laborvizsgálat eredménye. A vonatkozó vizsgálati szabványok az MSZ EN ISO 12572, az MSZ EN ISO 15148 és az MSZ EN ISO 12571; a hozzánk eljutott anyagban ezekre nincs akkreditált jegyzőkönyv, a CE-teljesítménynyilatkozat pedig a hővezetési tényezőnél NPD-t deklarál. Emiatt a szimulációban kijövő kiszáradási különbség a modell belső következménye, nem mért termékteljesítmény. Ez nem zárja ki, hogy a hatás valós legyen — de a bizonyításához a négy hiányzó mérés kell, és egy azonos módszerrel megvizsgált, hagyományos páraáteresztő bevonat referenciaként.
Miért nem használható a felületi hőátadási ellenállás szabad felvétele a low-e hatás kimutatására?
Az MSZ EN ISO 6946:2017 C melléklete valóban lehetővé teszi, hogy kis emissziójú felületnél a táblázatos Rsi és Rse helyett részletes számítás készüljön – de kizárólag a sugárzási tagon, a hr = ε · hr0 összefüggésen keresztül. A konvektív tag rögzített: beltéren, vízszintes hőáram esetén hci = 2,5 W/m²K, kültéren hce = 4 + 4v. Ebből következően a melléklet keretei között tökéletes, ε közel nulla emissziójú felülettel is Rsi legfeljebb 0,40 m²K/W, Rse pedig 3,6 m/s szélnél legfeljebb 0,054 m²K/W lehet. Ha egy számítás ennél nagyobb értékekkel dolgozik, az már nem az MSZ EN ISO 6946 szerinti számítás, függetlenül attól, hogy a fejlécében arra hivatkozik. És még a mellékleten belül maradva is mérni kell az emissziót, nem felvenni: az EN 15976 vagy ASTM C1371 szerinti jegyzőkönyv nélkül a levezetés bemenete igazolatlan.
Ha a bevonat nem hőszigetelés, mire jó egy műemléken?
Két, dokumentálható előnyre. Az egyik geometriai: a 0,4–0,6 mm-es rétegvastagság ott is alkalmazható, ahol táblás hőszigetelés nem – tagolt párkányzatú, védett homlokzaton, szűk telekhatáron, belső falfelületen. A másik a napsugárzás-visszaverés, amelyet az MFPA Weimar akkreditált mérése (Prüfbericht B 21.15.223.01) igazol: ebből nyáron lényegesen hűvösebb külső felület és kisebb hűtési igény következik. Emellett ásványi kötésű, páraáteresztő felületképzés, amely nem zárja el a falszerkezetet, és nem éghető, CE-jelöléssel. A hőtechnikai korszerűsítés érdemi részét azonban a hőszigetelés adja – ezt az elemzett jegyzőkönyv saját táblázata is megmutatja, ahol a 10 cm belső oldali hőszigetelés vitte a falat 1,58-ról 0,296 W/m²K-ra.
Források
- 1.MIG mbH: WUFI Simulation 2 – Salinatorhaus Salzkotten, 2023. szeptember
- 2.Salzkotten város polgármesterének projektdokumentációja a Penning-házról, 2024. március 13.
- 3.MFPA Weimar (Bauhaus-Universität), Prüfbericht Nr. B 21.15.223.01 – féltérbeli spektrális reflexió, Agilent Cary 5000 + DRA 2500
- 4.MIG mbH: Calculation according to DIN 6946 Anhang C / EN ISO 6946-2017 Annexe C – surface thermal transfer resistance for low IR emission coating MIG-ESP
- 5.Ügyfélprojektek stacionárius U-érték-lapjai (DIN 4108-2 / GEG / BEG hivatkozással) – az ügyfél-azonosító adatok nélkül idézve
- 6.S. Olof Mundt-Petersen – Lars-Erik Harderup: Validation of a One-Dimensional Transient Heat and Moisture Calculation Tool under Real Conditions. Lund University; ASHRAE Buildings XII, 2013
- 7.MSZ EN 15026:2023 – Épületszerkezetek és épületelemek hő- és nedvességtechnikai viselkedése. A nedvességátadás numerikus szimulációja
- 8.MSZ EN ISO 13788 – Épületszerkezetek és épületelemek hő- és nedvességtechnikai viselkedése. A belső felületi hőmérséklet a kritikus felületi nedvesség és a belső kondenzáció elkerülésére. Számítási módszerek
- 9.MSZ EN ISO 6946:2017 – Épületszerkezetek és épületelemek. Hővezetési ellenállás és hőátbocsátási tényező. Számítási módszerek (C melléklet, normatív)
- 10.MSZ EN ISO 10456 – Építőanyagok és termékek. Hő- és nedvességtechnikai tulajdonságok. Táblázatos tervezési értékek és eljárások a deklarált és tervezési hőtechnikai értékek meghatározására
- 11.MSZ EN ISO 12572 (sd-érték), MSZ EN ISO 12571 (nedvességtárolási függvény), MSZ EN ISO 15148 (kapilláris vízfelvételi együttható)
- 12.EN 15976 és ASTM C1371 – féltérbeli emissziós tényező meghatározása
- 13.MSZ EN ISO 15927-4 – Épületek hő- és nedvességtechnikai viselkedése. Klímaadatok. 4. rész: Óránkénti adatok a hűtési és fűtési éves energiafogyasztás meghatározásához (tesztreferencia-év)
- 14.7/2006. (V. 24.) TNM rendelet az épületek energetikai jellemzőinek meghatározásáról (másik lapon nyílik meg)
- 15.WTA Merkblatt 6-2 – Simulation wärme- und feuchtetechnischer Prozesse
- 16.Fraunhofer Institut für Bauphysik – WUFI programcsalád (másik lapon nyílik meg)
- 17.MIG Active Coating Explained (gyártói technológiai bemutató, angol) (másik lapon nyílik meg)
Kapcsolódó cikkek
Energetika és jog
WinWatt, Ubakus vagy WUFI? Melyik energetikai szoftver mit tud a bevonattal
Egy vékonyréteg bevonat energetikai megítélése nem azon múlik, melyik szoftvert nyitja meg a tervező, hanem azon, hogy melyik kérdésre keres választ, és milyen bemenő adatot tud dokumentálni. A WinWatt, az Ubakus és a WUFI Pro három különböző feladatra készült. Ez a cikk végigveszi, melyik energetikai szoftver mit tud egy bevonattal, hol húzza meg a határt a szabvány, és melyik bemenő adat áll ma rendelkezésre a MIG-ESP / DHMb rendszerre — és melyik nem.
Mérnöki
Sd = 0,05 m: mit jelent a páradiffúziós ellenállás a homlokzaton
A homlokzati bevonatok adatlapjain az Sd a vízgőz-diffúziós egyenértékű légrétegvastagságot jelöli, méterben. Ez a szám dönti el, hogy a bevonat együtt tud-e élni a mögötte lévő falszerkezettel, vagy páragátként viselkedve visszatartja annak kiszáradását. Ez a cikk végigveszi az Sd definícióját és mértékegységét, a mérés két csészés elrendezését, az EN 1062-1 szerinti osztályküszöböket, a jellemző értéktartományokat a mészfestéstől a párazáró fóliáig, és két számítási példán mutatja meg, mekkora tényleges különbséget okoz egy bevonat Sd értéke a fal diffúziós áramában és kiszáradási idejében. A MIG-ESP Exterior CE-teljesítménynyilatkozatában deklarált Sd = 0,05 m ± 0,02 m és a 0,1 kg/(m²·h^0,5) alatti vízfelvétel a 305/2011/EU rendelet alapján nyilvános adat, ezért itt tételesen, dokumentumazonosítóval együtt közöljük — és megmutatjuk, mit lehet belőle levezetni, és mit nem.
Nedvesség és penész
Mennyi idő alatt szárad ki egy vizes fal? Reális határidők
Arra a kérdésre, hogy mennyi idő alatt szárad ki a fal, nincs egyetlen szám. Egy elázott vakolat két-három hét alatt visszaáll; egy kapillárisan átnedvesedett, 38 cm-es tömör téglafal a vízszigetelés helyreállítása után jellemzően másfél–négy évig ad le vizet; egy monolit vasbeton szerkezet építési nedvessége akár két év alatt távozik el. A különbséget nem a szerencse okozza, hanem négy mérhető mennyiség: a fal vastagsága, az anyag vízgőz-diffúziós ellenállása, a falfelület hőmérséklete és a felületképzés páraáteresztő képessége. Ez a cikk ezt a négy tényezőt vezeti végig számítási példákkal, megmutatja, hol tart a folyamat egy adott pillanatban, és hogy a gyorsításra kínált eszközök közül melyik működik ténylegesen.
Mérnöki
Párazáró fólia vagy kapillaraktív rendszer? Két filozófia egy falon
A belső oldali hőszigetelésnél két, egymást kizáró logika áll egymással szemben: a párazáró fólia kizárja a nedvességet a szerkezetből, a kapillaraktív rendszer beengedi, majd kapilláris úton visszavezeti a párolgó felület felé. A cikk a két rétegrendet páratechnikai szempontból hasonlítja össze — sd-értékkel, levezetett számítási példával és kockázatmátrixszal —, majd megvizsgálja, hova illeszkedik ebbe a képbe a gyártói anyagokban páraszabályzónak nevezett vékonyréteg bevonat. Az eredmény előre: a bevonat páratechnikailag nyitott felületi réteg, amely egyik rendszernek sem alternatívája, mert nem hőszigetelés — de van olyan, deklarált és mért adattal alátámasztott szerepe, amely a fal nedvességmérlegében kimutatható.





